El acero inoxidable no es necesariamente difícil de trabajar, pero su soldadura requiere especial atención al detalle. No disipa el calor como el acero dulce o el aluminio y puede perder cierta resistencia a la corrosión si se calienta demasiado. Las buenas prácticas ayudan a mantener su resistencia a la corrosión. Imagen: Miller Electric
La resistencia a la corrosión del acero inoxidable lo convierte en una opción atractiva para muchas aplicaciones críticas de tuberías, como las industrias de alimentos y bebidas de alta pureza, farmacéutica, de recipientes a presión y petroquímica. Sin embargo, este material no disipa el calor como el acero dulce o el aluminio, y una soldadura inadecuada puede reducir su resistencia a la corrosión. La aplicación excesiva de calor y el uso de un metal de aportación inadecuado son dos factores responsables.
Seguir algunas de las mejores prácticas de soldadura de acero inoxidable puede ayudar a mejorar los resultados y garantizar que se mantenga la resistencia a la corrosión del metal. Además, optimizar el proceso de soldadura puede aumentar la productividad sin sacrificar la calidad.
Al soldar acero inoxidable, la elección del metal de aportación es crucial para controlar el contenido de carbono. Los metales de aportación utilizados para soldar tuberías de acero inoxidable deben mejorar el rendimiento de la soldadura y ser adecuados para la aplicación.
Busque metales de aportación con designación "L", como el ER308L, ya que ofrecen un menor contenido máximo de carbono, lo que ayuda a mantener la resistencia a la corrosión en aleaciones de acero inoxidable con bajo contenido de carbono. Soldar un metal base con bajo contenido de carbono con metales de aportación estándar aumenta el contenido de carbono en la unión soldada, lo que incrementa el riesgo de corrosión. Evite los metales de aportación con designación "H", ya que ofrecen un mayor contenido de carbono y están diseñados para aplicaciones que requieren mayor resistencia a temperaturas elevadas.
Al soldar acero inoxidable, también es importante seleccionar un metal de aportación con bajos niveles de trazas (también conocidas como impurezas) de elementos. Estos son elementos residuales presentes en las materias primas utilizadas para fabricar los metales de aportación, como el antimonio, el arsénico, el fósforo y el azufre. Estos pueden afectar considerablemente la resistencia a la corrosión del material.
Dado que el acero inoxidable es muy sensible al calor, la preparación de la unión y un ensamblaje adecuado son clave para controlar el calor y conservar las propiedades del material. Las holguras entre las piezas o un ajuste desigual requieren que el soplete permanezca en un mismo lugar durante más tiempo, y se necesita más metal de aportación para rellenarlas. Esto puede provocar la acumulación de calor en la zona afectada, lo que puede provocar el sobrecalentamiento de la pieza. Un ajuste deficiente también puede dificultar el sellado de la holgura y la obtención de la penetración necesaria de la soldadura. Asegúrese de que las piezas coincidan lo más posible con el acero inoxidable.
La pureza de este material también es fundamental. Pequeñas cantidades de contaminantes o suciedad en las uniones soldadas pueden causar defectos que reducen la resistencia y la resistencia a la corrosión del producto final. Para limpiar el sustrato antes de soldar, utilice un cepillo especial de acero inoxidable que no se haya utilizado en acero al carbono ni aluminio.
En el acero inoxidable, la sensibilización es la principal causa de pérdida de resistencia a la corrosión. Esto puede ocurrir cuando la temperatura de soldadura y la velocidad de enfriamiento fluctúan excesivamente, lo que provoca una alteración en la microestructura del material.
Esta soldadura exterior en tubería de acero inoxidable, soldada con GMAW y metal de deposición controlada (RMD) sin retrolavado de raíz, es similar en apariencia y calidad a las soldaduras con retrolavado GTAW.
Un componente clave de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es el óxido de cromo. Sin embargo, si el contenido de carbono en la soldadura es demasiado alto, se forma carburo de cromo. Este se une al cromo e impide la formación del óxido de cromo deseado, que confiere al acero inoxidable su resistencia a la corrosión. Si no hay suficiente óxido de cromo, el material no tendrá las propiedades deseadas y se producirá corrosión.
La prevención de la sensibilización se basa en la selección del metal de aportación y el control del aporte de calor. Como se mencionó anteriormente, es importante seleccionar un metal de aportación con bajo contenido de carbono al soldar acero inoxidable. Sin embargo, a veces se requiere carbono para proporcionar resistencia en ciertas aplicaciones. El control de la temperatura es especialmente importante cuando los metales de aportación con bajo contenido de carbono no son adecuados.
Minimice el tiempo que la soldadura y la zona afectada por el calor permanecen a temperaturas elevadas, típicamente entre 500 y 800 grados Celsius (950 y 1500 grados Fahrenheit). Cuanto menos tiempo pase la soldadura en este rango, menos calor generará. Siempre verifique y observe la temperatura entre pasadas durante el proceso de soldadura.
Otra opción es utilizar metales de aporte con componentes de aleación como el titanio y el niobio para evitar la formación de carburo de cromo. Dado que estos componentes también afectan la resistencia y la tenacidad, estos metales de aporte no se pueden utilizar en todas las aplicaciones.
La soldadura por arco de tungsteno con soldadura de raíz (GTAW) es un método tradicional para soldar tuberías de acero inoxidable. Generalmente, requiere un retrolavado con argón para evitar la oxidación en la parte inferior de la soldadura. Sin embargo, el uso de procesos de soldadura por alambre en tuberías de acero inoxidable es cada vez más común. En estos casos, es importante comprender cómo los diferentes gases de protección afectan la resistencia a la corrosión del material.
Al soldar acero inoxidable mediante soldadura por arco metálico con gas (GMAW), tradicionalmente se utiliza argón y dióxido de carbono, una mezcla de argón y oxígeno, o una mezcla de tres gases (helio, argón y dióxido de carbono). Normalmente, estas mezclas contienen principalmente argón o helio y menos del 5 % de dióxido de carbono, ya que este último aporta carbono al baño de fusión y aumenta el riesgo de sensibilización. No se recomienda el argón puro para la soldadura GMAW en acero inoxidable.
El alambre tubular para acero inoxidable está diseñado para funcionar con una mezcla tradicional de 75 % de argón y 25 % de dióxido de carbono. El fundente contiene ingredientes diseñados para evitar la contaminación de la soldadura por el carbono del gas de protección.
A medida que los procesos GMAW evolucionaron, facilitaron la soldadura de tubos y tuberías de acero inoxidable. Si bien algunas aplicaciones aún requieren procesos GTAW, los procesos avanzados de procesamiento de alambre pueden ofrecer una calidad similar y una mayor productividad en muchas aplicaciones de acero inoxidable.
Las soldaduras de acero inoxidable ID realizadas con GMAW RMD son similares en calidad y apariencia a las soldaduras OD correspondientes.
Una pasada de raíz con un proceso GMAW de corto circuito modificado, como la deposición controlada de metal (RMD) de Miller, elimina el contralavado en algunas aplicaciones de acero inoxidable austenítico. La pasada de raíz con RMD puede ir seguida de una soldadura GMAW pulsada o de arco con núcleo fundente para rellenar y cerrar, lo que ahorra tiempo y dinero en comparación con la GTAW con contralavado, especialmente en tuberías de mayor diámetro.
RMD utiliza una transferencia de metal por cortocircuito controlada con precisión para producir un arco y un baño de soldadura silenciosos y estables. Esto se traduce en una menor probabilidad de entrada en frío o de fusión, menos salpicaduras y una mejor calidad del paso de raíz de la tubería. La transferencia de metal controlada con precisión también garantiza una deposición uniforme de las gotas y un control más sencillo del baño de soldadura, lo que a su vez mejora la entrada de calor y la velocidad de soldadura.
Los procesos no tradicionales pueden mejorar la productividad de la soldadura. Al utilizar RMD, la velocidad de soldadura puede ser de 6 a 12 pulgadas por minuto. Dado que el proceso mejora el rendimiento sin calentamiento adicional de las piezas, ayuda a mantener las propiedades y la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Reducir el aporte de calor del proceso también ayuda a controlar la deformación del sustrato.
Este proceso GMAW pulsado proporciona longitudes de arco más cortas, conos de arco más estrechos y menor aporte de calor que la transferencia por pulverización pulsada convencional. Al ser un proceso cerrado, la deriva del arco y las fluctuaciones en la distancia entre la punta y la pieza de trabajo se eliminan prácticamente por completo. Esto simplifica la gestión del baño de fusión con y sin soldadura in situ. Finalmente, la combinación de un GMAW pulsado para el relleno y cierre de cordones con un RMD para cordones de raíz permite utilizar un solo alambre y un solo gas para el procedimiento de soldadura, reduciendo así los tiempos de cambio de proceso.
Tube & Pipe Journal 1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志. Revista de tubos y tuberías de 1990 Tube & Pipe Journal es un periódico de la industria metalúrgica de 1990. Tube & Pipe Journal se convirtió en la primera revista dedicada a la industria de tuberías metálicas en 1990.Hoy en día, sigue siendo la única publicación de la industria en América del Norte y se ha convertido en la fuente de información más confiable para los profesionales de la industria de tuberías.
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