¿Por qué las soldaduras de acero inoxidable de una sola pasada realizadas con FCAW fallan sistemáticamente en las inspecciones? David Meyer y Rob Koltz analizan en detalle las razones de estos fallos. Getty Images
P: Estamos reparando raspadores de acero soldados en un sistema de secado en un ambiente húmedo. Nuestras soldaduras no pasaron las inspecciones debido a porosidad, socavaduras y soldaduras agrietadas. Soldamos A514 a A36 usando 309L con núcleo de 0,045″ de diámetro, en todas las posiciones, con gas de 75% argón/25% dióxido de carbono para una mejor resistencia al desgaste.
Probamos electrodos de acero al carbono, pero las soldaduras se desgastaron demasiado rápido y descubrimos que el acero inoxidable funcionaba mejor. Todas las soldaduras se realizan en posición plana y tienen una longitud de 3/8″. Debido a limitaciones de tiempo, todas las soldaduras se realizaron al mismo tiempo. ¿Qué podría causar que nuestras soldaduras fallen?
La socavación suele producirse debido a parámetros de soldadura fuera de especificación, una técnica de soldadura inadecuada o ambas cosas. No podemos opinar sobre los parámetros de soldadura porque los desconocemos. Las socavaduras que se producen en 1F suelen ser consecuencia de un funcionamiento excesivo del baño de soldadura o de una velocidad de avance demasiado rápida o demasiado lenta.
Dado que el soldador está tratando de depositar 3/8″, la posibilidad de manipular demasiado la antorcha puede ser en parte responsable de la soldadura de filete de una sola pasada con alambre tubular de pequeño diámetro. Sin embargo, parece ser el uso de la herramienta incorrecta en el trabajo en lugar de un problema técnico, por eso.
La porosidad se produce por impurezas en la soldadura, pérdida o exceso de gas de protección o absorción excesiva de humedad del alambre tubular. Usted menciona que se trata de una reparación en un medio húmedo dentro del secador, por lo que si las soldaduras no se limpian a fondo, esta podría ser la causa principal de los huecos.
El material de aporte que está utilizando es alambre tubular con núcleo fundente para soldadura en todas las posiciones. Este tipo de alambre tiene un sistema de escoria de solidificación rápida. Esto es necesario para sostener el baño de soldadura al soldar verticalmente hacia arriba o por encima de la cabeza. La desventaja de la escoria de solidificación rápida es que se solidifica antes que el baño de soldadura que se encuentra debajo. Si los gases aún se están liberando, generalmente quedan atrapados y aparecen posteriormente en forma de poros o surcos superficiales. Esto se magnifica al soldar en posición plana con un alambre de diámetro pequeño e intentar depositar una soldadura grande en una sola pasada, como en su aplicación.
El agrietamiento de la soldadura al inicio y al final de la misma puede deberse a varias razones. Dado que se está colocando un cordón grande con un alambre de diámetro pequeño, es probable que se produzca una fusión insuficiente (LOF) en la raíz de la soldadura. El agrietamiento de la soldadura es un fenómeno común debido a la alta tensión residual de la soldadura y a la LOF en la raíz.
Para este tamaño de alambre, deberías usar dos o tres pasadas para completar 3/8 de pulgada. Soldaduras de filete, nadie. Puede que te resulte más rápido hacer tres soldaduras sin defectos que hacer una sola soldadura defectuosa y luego tener que arreglarla.
Sin embargo, otro factor que puede influir significativamente en el agrietamiento de la soldadura es el nivel incorrecto de ferrita, que suele ser la principal causa. El alambre 309L se desarrolló para soldar acero inoxidable con acero al carbono, en lugar de acero al carbono con acero al carbono. La composición química específica de este producto también tiene en cuenta cierta dilución del metal base en ambos casos. Por lo tanto, en aplicaciones de acero inoxidable con acero al carbono, algunas aleaciones derivadas del acero inoxidable ayudan a equilibrar la composición química y a producir cantidades aceptables de ferrita. El uso de un metal de aporte con aproximadamente un 50 % de ferrita, como el 312 o el 2209, elimina la posibilidad de agrietamiento debido a un bajo contenido de ferrita.
La mejor manera de proporcionar una excelente resistencia al desgaste es soldar la junta con un electrodo estándar de acero al carbono o inoxidable y luego agregar una capa de electrodo de recubrimiento. Sin embargo, usted menciona que tiene plazos muy ajustados y que cualquier situación de soldadura de múltiples pasadas está descartada.
Intente cambiar a un alambre de mayor diámetro, como 1/16 de pulgada o más. El uso de un alambre tubular con protección de gas es ideal porque proporciona una mejor limpieza de la soldadura y una mejor protección del flujo de aire que los alambres sin núcleo de fundente. Sin embargo, en lugar de un alambre para todas las posiciones, solo un alambre para posiciones planas y horizontales puede minimizar la porosidad o el seguimiento de gusanos. También debería cambiar el metal de aporte de 309L a 312 o 2209.
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