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METALURGIA DE LA SOLDADURALa Metalurgia es la ciencia que trata la produccioacuten de metales a partir de los minerales de hacer fundiciones trabajar alrededor de la fabricacioacuten y procesamiento de aleaciones de hierro aceros de cobre aluminio oro plata estantildeo forja laminacioacuten tratamientos teacutermicos termoquiacutemicos soldadura y para entender en esencia esto habriacutea que conocer
sobre la estructura interna de los metales y las
relaciones entre las estructuras y las propiedades
que exhiben los metales y las interacciones de los metales con el calor y el tiempo
Cuando se refiere a la metalurgia de la soldadura concierne a los distintos cambios que ocurren en los metales cuando se unen por soldadura especialmente aquellos que afectan las propiedades mecaacutenicas la solubilidad de los gases la presencia de las impurezas
METALURGIA DE LA SOLDADURA
Estas propiedades son afectadas por distintos factores metaluacutergicos incluyendo el agregado de aleantes tratamientos teacutermicos y tratamientos mecaacutenicos El soldador el inspector de soldadura que tenga una mejor comprensioacuten de estas propiedades tendraacute una mejor percepcioacuten sobre la razoacuten de la necesidad de ciertas operaciones de fabricacioacuten Algunos requerimientos de fabricacioacuten tales como el precalentamiento post calentamiento control de temperatura entre pasadas control de aporte de calor granallado (peening)alivio teacutermico de tensiones y otros tratamientos teacutermicos que puedan producir alguacuten tipo de cambio metaluacutergico el cual afectaraacute las propiedades mecaacutenicas del metal Por esto esta seccioacuten principalmente describiraacute algunos aspectos de la metalurgia de la soldadura de ferrosos (base de hierro) poniendo eacutenfasis en la necesidad de meacutetodos de fabricacioacuten para controlar los cambios que puedan ocurrir
METALURGIA DE LA SOLDADURAEstos cambios pueden ser resumidos y ser divididos en dos categoriacuteasLa primer categoriacutea incluye aquellos cambios que ocurren en un metal cuando se calienta desde la temperatura ambiente hasta una temperatura mayor La segunda categoriacutea es el efecto en las propiedades del metal versus la velocidad a la ocurren dichos cambios de temperatura Maacutes especiacuteficamente nos interesa que tan raacutepido se enfriacutea un metal caliente hasta la temperatura ambiente esto es la velocidad de enfriamiento del metalNuestra discusioacuten comenzaraacute con referencia especiacutefica a los cambios que ocurren en metales en la medida en que son calentados y enfriados en forma uniforme Sin embargo debe notarse que la soldadura presenta problemas muy diferentes debido a que la operacioacuten de soldadura tiende a calentar aacutereas muy localizadas del metalEn consecuencia estas velocidades de calentamiento enfriamiento no uniformes crean la necesidad ce ciertas consideraciones adicionales
ESTRUCTURA MICROSCOPICA (GRANULAR)
CICLOO TERMICObull ESQUEMA
CORDON CHARCO DE METAL
METAL BASE
SOLIDIFICACION
ENFRIAMIENTO DEL CORDON
1Calentamiento del metal base
2Fusioacuten y mezcla del material de aporte y metal base
3Solidificacioacuten
4Enfriamiento del cordoacuten y el metal base
La presencia del ciclo teacutermico es la causa de las diversas transformaciones que puede presentar la micro estructura de la unioacuten soldada (cordoacuten)
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
METALURGIA DE LA SOLDADURA
Estas propiedades son afectadas por distintos factores metaluacutergicos incluyendo el agregado de aleantes tratamientos teacutermicos y tratamientos mecaacutenicos El soldador el inspector de soldadura que tenga una mejor comprensioacuten de estas propiedades tendraacute una mejor percepcioacuten sobre la razoacuten de la necesidad de ciertas operaciones de fabricacioacuten Algunos requerimientos de fabricacioacuten tales como el precalentamiento post calentamiento control de temperatura entre pasadas control de aporte de calor granallado (peening)alivio teacutermico de tensiones y otros tratamientos teacutermicos que puedan producir alguacuten tipo de cambio metaluacutergico el cual afectaraacute las propiedades mecaacutenicas del metal Por esto esta seccioacuten principalmente describiraacute algunos aspectos de la metalurgia de la soldadura de ferrosos (base de hierro) poniendo eacutenfasis en la necesidad de meacutetodos de fabricacioacuten para controlar los cambios que puedan ocurrir
METALURGIA DE LA SOLDADURAEstos cambios pueden ser resumidos y ser divididos en dos categoriacuteasLa primer categoriacutea incluye aquellos cambios que ocurren en un metal cuando se calienta desde la temperatura ambiente hasta una temperatura mayor La segunda categoriacutea es el efecto en las propiedades del metal versus la velocidad a la ocurren dichos cambios de temperatura Maacutes especiacuteficamente nos interesa que tan raacutepido se enfriacutea un metal caliente hasta la temperatura ambiente esto es la velocidad de enfriamiento del metalNuestra discusioacuten comenzaraacute con referencia especiacutefica a los cambios que ocurren en metales en la medida en que son calentados y enfriados en forma uniforme Sin embargo debe notarse que la soldadura presenta problemas muy diferentes debido a que la operacioacuten de soldadura tiende a calentar aacutereas muy localizadas del metalEn consecuencia estas velocidades de calentamiento enfriamiento no uniformes crean la necesidad ce ciertas consideraciones adicionales
ESTRUCTURA MICROSCOPICA (GRANULAR)
CICLOO TERMICObull ESQUEMA
CORDON CHARCO DE METAL
METAL BASE
SOLIDIFICACION
ENFRIAMIENTO DEL CORDON
1Calentamiento del metal base
2Fusioacuten y mezcla del material de aporte y metal base
3Solidificacioacuten
4Enfriamiento del cordoacuten y el metal base
La presencia del ciclo teacutermico es la causa de las diversas transformaciones que puede presentar la micro estructura de la unioacuten soldada (cordoacuten)
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
METALURGIA DE LA SOLDADURAEstos cambios pueden ser resumidos y ser divididos en dos categoriacuteasLa primer categoriacutea incluye aquellos cambios que ocurren en un metal cuando se calienta desde la temperatura ambiente hasta una temperatura mayor La segunda categoriacutea es el efecto en las propiedades del metal versus la velocidad a la ocurren dichos cambios de temperatura Maacutes especiacuteficamente nos interesa que tan raacutepido se enfriacutea un metal caliente hasta la temperatura ambiente esto es la velocidad de enfriamiento del metalNuestra discusioacuten comenzaraacute con referencia especiacutefica a los cambios que ocurren en metales en la medida en que son calentados y enfriados en forma uniforme Sin embargo debe notarse que la soldadura presenta problemas muy diferentes debido a que la operacioacuten de soldadura tiende a calentar aacutereas muy localizadas del metalEn consecuencia estas velocidades de calentamiento enfriamiento no uniformes crean la necesidad ce ciertas consideraciones adicionales
ESTRUCTURA MICROSCOPICA (GRANULAR)
CICLOO TERMICObull ESQUEMA
CORDON CHARCO DE METAL
METAL BASE
SOLIDIFICACION
ENFRIAMIENTO DEL CORDON
1Calentamiento del metal base
2Fusioacuten y mezcla del material de aporte y metal base
3Solidificacioacuten
4Enfriamiento del cordoacuten y el metal base
La presencia del ciclo teacutermico es la causa de las diversas transformaciones que puede presentar la micro estructura de la unioacuten soldada (cordoacuten)
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ESTRUCTURA MICROSCOPICA (GRANULAR)
CICLOO TERMICObull ESQUEMA
CORDON CHARCO DE METAL
METAL BASE
SOLIDIFICACION
ENFRIAMIENTO DEL CORDON
1Calentamiento del metal base
2Fusioacuten y mezcla del material de aporte y metal base
3Solidificacioacuten
4Enfriamiento del cordoacuten y el metal base
La presencia del ciclo teacutermico es la causa de las diversas transformaciones que puede presentar la micro estructura de la unioacuten soldada (cordoacuten)
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CICLOO TERMICObull ESQUEMA
CORDON CHARCO DE METAL
METAL BASE
SOLIDIFICACION
ENFRIAMIENTO DEL CORDON
1Calentamiento del metal base
2Fusioacuten y mezcla del material de aporte y metal base
3Solidificacioacuten
4Enfriamiento del cordoacuten y el metal base
La presencia del ciclo teacutermico es la causa de las diversas transformaciones que puede presentar la micro estructura de la unioacuten soldada (cordoacuten)
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
LA SOLDADURA DESDE EL PUNTO DE VISTA METALURGICO
bull Cuando se realizan las soldaduras se dan algunos cambios asociados a la metalurgia fiacutesica cambios de temperatura de dimensiones fusioacuten solidificacioacuten enucleacioacuten crecimiento de cristales granos transformaciones de fase
bull El calor aportado influye significativamente en los resultados finales de las propiedades el arco eleacutectrico la flama el ciclo teacutermico temperaturas la velocidad de enfriamiento daraacuten diferentes microestructuras
bull En los procesos de soldadura de arco el material de aporte se sobrecalienta muy por encima de la temperatura de fusioacuten al soldarse el metal las gotas de liquido solidifican inmediatamente el calor latente de solidificacioacuten se transmite al material base y la temperatura del entorno se incrementa al depositarse el metal fundido sobre el metal base parte de este se funde y se mezcla con el metal de aporte producieacutendose la dilucioacuten del aporte en la soldadura multipase en el primer pase tendraacute un alto factor de dilucioacuten en el segundo pase menos y en tercero quizaacutes nada
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
METALURGIA DE LOS ACEROS
COMPOSICION QUIMICA
PROPIEDADES
MECANICAS
MICROESTRUCTURA
CICLOS DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
TRABAJO EN FRIO ETC
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLIDIFICACION DEL CORDON
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
PARTES DE UNA UNION SOLDADA
ZONA FUNDIDA
RAIZ
MATERIAL BASE
ZONA DE PENETRACION ZAC
LINEA DE FUSION
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
METAL BASE
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
METAL DE LA SOLDADURA
LINEA DE FUSION
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURA
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
MICROESTRUCTURA DE LA UNION SOLDADbull La microestructura se forma igual a la colada y solidificacioacuten
de los metales presentando las siguientes caracteriacutesticasbull La maacutexima temperatura alcanzada es mayor a la temperatura
de fusioacuten de los materiales involucradosbull El metal liquido esta presente en reducida cantidad bull Presenta granos calumniares semejantes a una estructura
fundidabull La nucleacion es de tipo epitaxial la solidificacioacuten empieza a
partir de los granos parcialmente fundidosbull El crecimiento de los granos columnares es del tipo
competitivo ocasionando con ello un disminucioacuten del numero de granos desde la liacutenea de fusioacuten hacia el centro de cordoacuten sobreviven los granos que tienen direcciones preferentes de crecimiento
bull El tipo de microestrutura en un cordoacuten de soldadura esta relacionado con la velocidad de avance V
bull Para soldadura oxiacetileacutenica la seccioacuten transversal presenta granos equiaxiales grandes para el acero granos de ferrita con colonias de perlita la velocidad de enfriamiento es mas lenta 350 oCmin
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CORDON DE SOLDADURA EN ARCO ELECTRICO
bull En un cordoacuten de soldadura de arco eleacutectrico la masa de llevada al estado liquido es muy pequentildea y las velocidades de enfriamiento son muy altas 1600 oCmin Por lo tanto la estructura en los aceros se encuentra formada por granos de ferrita alargada con agregados perlitico (estructura basaacuteltica)
bull En una soldadura multipase la estructura basaacuteltica se afina por recocido (calentamiento por encima de la temperatura A3 generando una estructura equiaxial de ferrita y perlita solo el ultimo pase queda con estructura basaacuteltica
bull La presencia de granos grandes y de componentes microestructurales como la martensita y la estructura Widmanstaetten (ferrita en formas de agujas con agregados de perlita) tiende a fragilizar el cordoacuten de soldadura Estas estructuras se encuentran en los aceros con un porcentaje de carbono entre 02 a 04 Estas estructuras se originan por el enfriamiento raacutepido de la austenita el Cr Mo Mn favorecen este tipo de microestructura
bull La presencia de ferrita acicular en los granos incrementa la tenacidad de los materiales
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ZONA AFECTADA POR EL CALOR ZACbull La zona afectada por el calor es aquella zona
del metal base que se afecta en sus propiedades mecaacutenicas y micro estructurales debido al calor generado durante el soldeo
bull FACTORES QUE INFLUYENbull La mayor conductividad teacutermica del material
basebull Cuanto mayor sea la cantidad de calor aportadobull Cuanto menor sea el espesor del material base
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CARACTERISTICAS DE LA ZAC
bull Las transformaciones micro estructurales producidas en el metal base estaacuten relacionadas con el valor de la temperatura alcanzada la velocidad de enfriamiento y la composicioacuten quiacutemica del material en especial el porcentaje de carbono
bull La zona A es la de crecimiento de grano y de sobrecalentamiento en esta se alcanza una temperatura de 1100 ordmC y la velocidad de enfriamiento es grande Es posible encontrar estructura Widmanstaetten A mayor porcentaje de carbono es posible la presencia de martensita
bull La zona B es la zona de afino de grano la temperatura que se alcanza esta entre 850ordmC y 1100 ordmC las velocidades de enfriamiento no son muy altas
bull La zona C o de transicioacuten La temperatura varia de A3 y A1 siendo la velocidad de enfriamiento lenta Se presenta un afino parcial de la estructura (perlita fina) Para velocidades muy lentas de enfriamiento puede globulizarse la perlita
A AB BC CB
Z A C
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CALOR Y SOLDADURAbull El calor en soldadura se utiliza en todos los tipos de
procesos y los fuentes pueden ser de diferentes oriacutegenes como
bull Arco eleacutectrico bull La flama de alta temperatura obtenida de la combustioacuten
del O2 y combustiblebull El calentamiento por resistencia eleacutectricabull Fuentes mecaacutenicas como los originadas por la friccioacuten
impactos explosivos y vibraciones ultrasoacutenicasbull Reaccioacuten exoteacutermica producida por un metal liquido
sobrecalentadobull Radiacioacuten proveniente de un haz de electrones dirigido
y de alta energiacuteabull Radiacioacuten proveniente de un rayo electromagneacutetico de
luz coherente enfocado y de alta energiacutea
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CALOR Y SOLDADURA
bull En el proceso de soldadura el calor necesario para calentar la superficie del material base a la temperatura de coalescencia y de crecimiento asiacute como el calor para fundir el material de aporte se obtiene de algunas de las fuentes descritas pero el de uso mas comuacuten en nuestra eacutepoca es el del arco eleacutectrico que es continuo y en movimiento
bull El arco eleacutectrico genera temperaturas muy altas que van desde los 3500 a 20000 ordmC temperaturas suficientes para fundir cualquier metal
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
EFECTOS DE LA TEMPERATURAbull Asiacute como es uacutetil la temperatura para el proceso
de soldar tambieacuten el calor y la elevacioacuten de temperatura provoca efectos perjudiciales y crea algunas desventajas como
bull Crea tensiones residuales debido a calentamientos localizados y contracciones de solidificacioacuten y enfriamiento produciendo deformaciones y distorsiones
bull Perdida de la ductilidad por cambios micro estructurales en algunas aleaciones
bull Perdida de resistencia y dureza en la zona afectada por el calor
bull Perdidas de resistencia en algunas aleaciones tratadas teacutermicamente o trabajadas en friacuteo
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
APORTE CALORICO Q
bull Q= η times (Pv x a)bull P es la energiacutea suministrada V x Ibull a es ancho del cordoacutenbull v velocidad de avancebull V voltaje del proceso de soldeobull I intensidad de corrientebull η rendimiento teacutermicobull Tambieacuten podemos expresar el calor generado
por la expresioacutenbull Q = V x I S S= velocidad de desplazamiento lineal en pulgmin mmin
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un solo
numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15Formula del instituto internacional de soldadura CE = C+Mn6 + (Cr + MO + V)5 +(Ni Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de obtener
martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y por lo
tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de bajo
hidrogeno
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DIAGRAMA DE GRAVILLE SUSCEPTIBILIDAD DEL ACERO A LAFISURACION ASISTIDA POR
HIDROGENO RELATIVO AL C Y CEQ
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD FISURACION POR HIDROGENO Y PRECALENTAMIENTO
SOLDABILIDAD
FORMAS DE EVITAR LA FISURACION
PRE CALENTAMIENTO
POST CALENTAMIENTO
TRATAMIRMTO TERMICO
CARBONO EQUIVALENTE
FISURACION POR HIDROGENO
METALES DE APORTE ADEC
PROCESO DE SOLDADURA
TRATAMIENTOS TERMICOS
REDUCE LA VELOCIDAD DE
ENFRIAMIENTO Y ZAC
INCREMENTA LA VOLOCIDAD
DE DIFUSION DEL HIDROGENO
REDUCE LAS TENSIONES INT
CERCA DE LA SOLDADURA
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
TEMPERATURA DE PRE CALENTAMIENTO
bull EXISTEN DIVERDAS FORMULAS PARA EVALUAR LA TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PERO LA SEFERIAN ES UNA BASTANTE UTILIZADA
bull Tp = 350radic (C) ndash 025
bull C = Ces + Cq Cq = Equivalente quiacutemicobull Ces = Equivalente en carbono del espesor que
dependebull de las dimensiones de la planchabull 025 Limite superior del carbono en la solubilidad de
losbull aceros ordinariosbull C = Cq (1 + 0005 e) e en milimetros
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NUMERO DE PASADAS
bull El numero de pasadas depende del espesor de material a soldar las recomendaciones teacutecnicas indican
Espesor Nordm de pases
38 a 58 2
58 a 78 3
78 a 1 18 4
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ESTRUCTURAS DE SOLIDIFICACION
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
PROPIEDADES MECANICAS DE LA UNION SOLDADA
bull A) Cordoacuten de soldadura- Los cordones de soldadura presentan presencia de granos columnares estructuras Widmanstaetten que originan fragilidad del cordoacuten
bull Si el en el cordoacuten se da la presencia de FeS en el limite de grano y de porosidades internas debido a la absorcioacuten de gases causa fragilidad y pueden ocasionar agrietamiento
bull La presencia de ferrita acicular incrementa la resistencia y tenacidad del cordoacuten de soldadura
bull B) En la ZAC la presencia de martensita puede causar fragilidad
bull La absorcioacuten de hidrogeno puede ser fuente de futuros agrietamientos
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
MEDICION DE DUREZA EN LA UNION SOLDADA
bull La medicioacuten de la dureza es una herramienta muy uacutetil para evaluar el comportamiento mecaacutenico del cordoacuten y de la ZAC se suele hacer un barrido de dureza a lo largo de la seccioacuten transversal de la unioacuten
bull Los diferentes valores de dureza encontrados se deben a las diferentes microestructuras que pueden coexistir en la unioacuten soldada
bull La zona b es la que puede presentar mayor dureza en consecuencia mayor fragilidad porque es la zona de mayor velocidad de enfriamiento Vct es alta
bull A mayor porcentaje de carbono del metal base se tienen mayores posibilidades de presentar una transformacioacuten martensitica
bull La velocidad de avance tambieacuten influye sobre la dureza de la unioacuten soldada debido a que mayor velocidad de avance da mayor velocidad de enfriamiento
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DEFECTOS Y CAUSAS EN SOLDADURA
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADAS
bull Discontinuidad- Es la falta de uniformidad en un objeto material o estructura o tambieacuten la interrupcioacuten en la estructura fiacutesica normal o en la configuracioacuten de un articulo
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDAD EN PROPIEDADES FISICAS
bull La funcioacuten de la soldadura es por lo menos igualar a las propiedades fiacutesicas del material base
Material base Soldadura
Conductibilidad teacutermica
Conductibilidad eleacutectrica
Expansioacuten teacutermica
Temperatura de fusioacuten
Etc
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDAD QUIMICAS
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDAD MICROESTRUCTURAL
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DICONTINUIDAD EN PROPIEDADES MECANICAS
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DEFORMACION EN LA SOLDADURA
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SEVERIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SEVERIDAD Y CRISTICIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
NORMAS O CODIGOS QUE LIMITAN LAS DISCONTINUIDADES AWS ASME API
ASTM
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
PORORSIDADbull Porosidades son de forma REDONDEADA se forman por el
atropamiento de gases y vapores generan disminucioacuten de aacuterea resistente Pueden estar ubicados en la superficie sub superficiales e internos pueden estar agrupados dispersos alineados
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
POROSIDAD SUPERFICIAL
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
POROSIDAD AISLADA Y AGRUPADA
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURASSon de forma aguda se generan por tensiones y
concentracioacuten de tensiones Pueden ser superficiales sub superficiales e internos
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURAS O RAJADURAS
10487081048708 CAUSAS PROBABLES -Electrodo Inadecuado-Tratamiento teacutermico deficiente -Soldadura endurecida al aire-Enfriamiento brusco-Soldar con excesivo amperaje-Soldar una unioacuten embridada (arriostrada) -Mala secuencia de soldadura -Presencia de contaminantes
10487081048708 RECOMENDACIONES ndash Usar un electrodo con bajo contenido de hidroacutegeno o de tipo austeniacutetico
-Calentar antes o despueacutes de soldar -Procurar poca penetracioacutenAsegurar enfriamiento lento
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURAS SUPERFICIAL
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURA LONGITUDINAL
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURAS INTERNAS
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FISURA INTERNA LONGITUDINAL
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
INCLUSIONES SOacuteLIDASbull Son materiales soacutelidos atrapados en la unioacuten soldada durante la
solidificacioacuten del metal fundido en el soldeo pueden ser escorias oacutexidos otros metales tungsteno etc
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DISCONTINUIDAD POR ESCORIA ALINEADA
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ESCORIA AISLADA
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FALTA DE FUSION
bull Es la perdida de unioacuten entre el metal base y el material de aporte Genera disminucioacuten de resistencia Tambieacuten le llaman fusioacuten incompleta
Falta de fusioacuten
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
POSIBLES ZONAS CON FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE FUSION
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FALTA DE PENETRACION
bull Escasez de material en los bordes o entre pasadas de material de aporte y en la raiacutez del cordoacuten puede ser un concentrador de tensiones y tambieacuten generar fallas por fatiga
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
FALTA DE PENETRACION
1048708
Causas Probables Causas Probables ndash Velocidad Excesiva Velocidad Excesiva ndash Electrodo de diaacutemetro excesivo Electrodo de diaacutemetro excesivo ndash Corriente muy baja Corriente muy baja ndash Preparacioacuten deficiente Preparacioacuten deficiente ndash Electrodo de diaacutemetro pequentildeo Electrodo de diaacutemetro pequentildeo
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar corriente adecuada Soldar con Usar corriente adecuada Soldar con lentitud necesaria para logra buena lentitud necesaria para logra buena penetracioacuten penetracioacuten ndash Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo Elegir Electrodo de acuerdo al tamantildeo del bisel
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
MORDEDURA O SOCAVACIONbull Es un defecto donde falta material localizadamente de muy poco
ancho y profundidad en los bordes superficiales del cordoacuten Es un concentrador de tensiones puede generar fallas de fatiga
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOCAVACION10487081048708 Causas Probables Causas Probables ndash
Manejo defectuoso del electrodo Manejo defectuoso del electrodo ndash Seleccioacuten inadecuada del tipo de Seleccioacuten inadecuada del tipo de electrodo electrodo ndash Corriente Elevada Corriente Elevada
10487081048708 Recomendaciones Recomendaciones ndash
Usar oscilacioacuten uniforme en las Usar oscilacioacuten uniforme en las soldaduras de tope soldaduras de tope ndash Usar electrodo adecuado Usar electrodo adecuado ndash Sostener el electrodo a una Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano distancia prudente del plano vertical al soldar filetes vertical al soldar filetes horizontales
horizontales
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOBREMONTA
bull Es la convexidad superficial excesiva de material en el cordoacuten origina sobrecostos por exceso de material aumenta el riesgo de distorsiones y puede ser un concentrador de tensiones
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CONCAVIDAD EXCESIVA
bull Es la falta de material en la superficie del cordoacuten ocasiona perdida de resistencia
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
CRATER O RECHUPE
bull Es la ausencia de material debido a la solidificacioacuten del material de aporte por la contraccioacuten liquida y soacutelida del metal fundido
bull Pueden ser internos y superficiales
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
TENSIONES RESIDUALES EN SOLDADURA
Siempre que se funde un metal en una zona pequentildea y localizada como en soldadura se generan esfuerzos por la contraccioacutenInclusive si la barra fue restringida externamente durante este ciclo de calentamiento y enfriamiento la parte enfriada todaviacutea contiene tensiones causadas por este calentamiento y enfriamiento diferencial Conocemos estas tensiones como tensiones residuales Estas tensiones residuales tienden a mantener la barra en su perfil flexionado Sin embargo la barra no se flexionaraacute maacutes debido a que se enfrioacute hasta temperatura ambiente y ahora es maacutes resistenteque las fuerzas ejercidas por las tensiones residuales Las tensiones residuales permaneceraacuten en la barra salvo que se realice algo para relajarla
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ELIMINACION DE LAS TENSIONES RESIDUALES
bull RECOCIDOS DE ALIVIO DE TENSIONES-
ES UN TRATAMIENTO TERMICO QUE REDUCE I O ELIMINA LAS TENSIONES RESIDUALES DEPENDIENDO DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA
TRATAMIENTO MECANICO DE VIBRACION Y MARTILLEO
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
Absorcioacuten de gases durante el proceso de soldadura
bull Durante la ejecucioacuten de la soldadura es posible la absorcioacuten de gases como el nitroacutegeno el oxigeno y el hidrogeno afectando con ello las propiedades de la junta
bull El oxigeno se absorbe del medio que circunda la unioacuten del aire y se presenta en la unioacuten soldada como oxido FeO en estado liquido la solubilidad del O y FeO es mucho mayor que en estado soacutelido por Ej
T ordmC FeO O
1600 136 030
1800 268 059
2000 360 080
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ABSORCION DE GASESbull El FeO normalmente se presenta en la soldadura como
inclusioacuten no metaacutelicabull El uso de llamas carburantes puede elevar el de
carbono del metal fundido durante el soldeo generando microestructuras no deseadas
bull La presencia de carbono puede ayudar a disminuir la presencia de oxigeno
bull El Nitroacutegeno del ambiente que es absorbido por el metal liquido forma nitruros que son compuestos no metaacutelicos y se presentan como inclusiones
bull El Hidrogeno es el mas peligrosos de los gases presentes en el cordoacuten porque origina las fisuras del
metal de aporte y proviene de la humedad del recubrimiento de los electrodos
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
bull Otra fuente de hidrogeno es la descomposicioacuten de productos orgaacutenicos del recubrimiento como la celulosa
bull Descomposicioacuten de hidrocarburos usados como combustible en la llama de soldar
bull Presencia de grasas y aceites en la superficie a soldar
bull El Hidrogeno por su tamantildeo y por la temperatura puede migrar a la ZAC
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDADbull Soldabilidad es la medida de la facilidad de realizar una soldadura
resistente y sana y que produzca una unioacuten intima entre las partes del material base y el material de aporte
bull Procedimiento de soldadura- Documento que establece las variables a tener en cuenta para la adecuada ejecucioacuten de una junta soldada en un determinado material y de un espesor dado
bull Consideracionesbull Procesobull Tipo de juntabull Numero de pases y secuenciabull Amperaje y voltajebull Velocidad de avancebull Electrodo tipo y diaacutemetrobull Tipo de corriente (CC CA) polaridadbull Posicionamiento y sujecioacutenbull Precalentamientobull Post calentamientobull Alivio de tensiones
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSbull El AWS define la soldabilidad como la capacidad de un material para ser
soldado bajo las condiciones de fabricacioacuten impuesta dentro de una estructura especifica y convenientemente disentildeada y tener un rendimiento satisfactorio en el servicio que se pretende
bull Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de los aceros es importante tener en cuenta
bull Composicioacuten quiacutemica de los acerosbull Propiedades mecaacutenicasbull Condicioacuten de tratamiento teacutermicobull La geometriacutea de la soldadura ancho longitud altura del cordoacutenbull Para los aceros de bajo carbonolt015 tienen baja templabilidad por lo
tanto son muy soldables por cualquier meacutetodo o proceso Debe tenerse en cuenta el estado del acero para cuidar su zona ZAC Para los aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el material
de la soldadura esto se puede evitar usando materiales de aporte que contengan materiales desoxidantes
bull Para aceros de 015 a 030 de C Los aceros con menos de 02 de C y 1 de Mn no presentan problemas de soldabilidad pueden soldarse sin precalentamiento cuando el espesor es menor de 25 mm y cuando el embridado no es fuerte
Para aceros menores de02 de carbono no hay problemas de soldabilidad el riesgo de fisuracioacuten en frioacute es muy bajo
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO
bull Los aceros entre 03 y 05 de C presentan una soldabilidad limitada debido a la facilidad de producir martensita en la zona ZAC Estos aceros deben ser precalentados adecuadamente eligiendo la temperatura en funcioacuten del carbono equivalente del espesor de la pieza a soldar y el proceso de soldadura
bull Cuando el acero es de 04 a 06 de C el precalentamiento es de 90 a 200ordmC la temperaturas entre pasadas debe debe ser la misma que el del precalentamiento
bull Es recomendable el tratamiento teacutermico de alivio de tensiones despueacutes de la soldadura
bull El electrodo usado debe ser bajo hidrogeno cuidar la dilucioacuten que se puede producir durante la soldadura y genera acumulacioacuten de carbono fragilizando la unioacuten para evitar esto es mejor hacer muacuteltiples pasadas
bull Para lograr una buena soldadura se debe hacer un procedimiento de soldadura y una rigurosa calificacioacuten
bull Usar electrodos de bajo hidrogeno y de acero inox austenigravetico
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO
bull Son aceros que tienengt de 045 de Cbull Son aceros de difiacutecil soldabilidadbull Por lo general requieren precalentamiento y
poscalentamiento bull El procedimiento debe calificarsebull La preparacioacuten de la junta debe hacerse de
manera rigurosa bull Velocidades de avance altasbull Los electrodos deben ser de bajo hidrogenobull Debe evitarse penetracioacuten excesiva y usar
material de aporte con bajo contenido de carbono en funcioacuten de la resistencia mecaacutenica
bull
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIADE BAJA ALEACION
bull Son aceros que tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el Nb V Cr Ni Ti Zr Mo Wo Cu lt que el 01 producen un importante incremento de la resistencia y su tenacidad asiacute como la resistencia a la corrosioacuten por Ej El COR TEN A242
bull La soldabilidad de estos aceros son buenas hay que tener cuidado preferentemente hacer un precalentamiento en funcioacuten a su carbono equivalente se pueden emplear procesos de soldadura como el SMAW GMAW GTAW SAW el proceso a seleccionar deberaacute ser en base a su resistencia mecaacutenica riesgo de figuracioacuten en frioacute
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE BAJA ALEACIONbull Carbono equivalente El calculo del CE es una forma de describir la composicioacuten quiacutemica por medio de un
solo numero a fin de analizar como las variaciones de la misma influyen en el comportamiento del material
Existen varias formulas para calcular el pero una muy comuacuten que da buenas aproximaciones
CE = C+(Mn+Si)6+(Cr+Mo+V)5+(Ni+Cu)15 a menor carbono equivalente se tienen menores probabilidades de
obtener martensita Los aceros de baja aleacioacuten son de mayor carbono equivalente y
por lo tanto de mayor templabilidad presentan tambieacuten una mayor resistencia mecaacutenica que los aceros ordinadarios
Aceros al manganeso- El de manganeso varia entre 16 a 19 presentan alto limite elaacutestico
Los aceros con bajo contenido de carbono son de faacutecil soldabilidad Cuando el porcentaje de carbono es mayor del 025 por lo general
requieren precalentamiento Electrodos recomendables son los rutiacutelicos los celuloacutesicos y los de
bajo hidrogeno
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
LOS ACEROSbull Son aleaciones de hierro carbono mas otros elementos como el
manganeso silicio aluminio cobre cromo niacutequel cobalto magnesio molibdeno vanadio etc
bull Clasificacioacuten de los aceros al carbono Aceros de construccioacuten o de bajo carbono contienen hasta
030 de C el uso frecuente es el estructural por su facilidad de conformado en planchas perfiles no responden muy bien al T T tienen buena ductilidad soldabilidad Sus aplicaciones son estructuras civiles de maquinas automotrices recipientes a presioacuten
Aceros para maquinas o de medio carbono contienen C de 03 a 06 responden muy bien a los T T de temple y revenido produciendo martensita se utilizan en elementos mecaacutenicos como ejes ciguumlentildeales ruedas ferroviarias templadores tornillos y pernos cables etc
Aceros para herramientas o de alto carbono contienen C entre 06 a 12 excepcionalmente hasta 15 responden muy bien al T T de temple logran su mejor combinacioacuten de dureza resistencia tenacidad y ductilidad sus usos son en herramientas cuerda de piano (alambres) herramientas de corte herramientas de medicioacuten resortes muelles etc
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE ALEACIONbull Aceros de baja aleacioacuten son aquellas que
tienen pequentildeas cantidades de elementos de aleacioacuten como el manganeso el molibdeno el cromo el niacutequel el cobre con la finalidad de mejorar propiedades mecaacutenicas especialmente la resistencia (esfuerzo de fluencia σy y el esfuerzo de rotura σr) y resistencia a la corrosioacuten sin elevar significativamente los costos de estos por ejemplo el A242 A285 A315 A529 A441 A572 A588 estos aceros son usados en construcciones estructurales equipo minero calderos de vapor recipientes de presioacuten herramientas manuales tarrajas para roscas
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE MEDIA ALEACION
bull Son aceros con mayores contenidos de aleacioacuten y a veces con agregados especiales para aplicaciones especificas como el manganeso el silicio el molibdeno el cromo el niacutequel el cobalto con la finalidad de mejorar la resistencia mecaacutenica la resistencia a la corrosioacuten la estabilidad a la temperatura sus aplicaciones son en herramientas de calidad ciguumlentildeales resortes muelles armas aceros para magnetizacioacuten
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
ACEROS DE ALTA ALEACIONbull Son aceros con contenidos significativos de
aleacioacuten para mejorar significativamente sus propiedades mecaacutenicas resistencia alta a la corrosioacuten y resistencia a la temperatura como el niacutequel y el cromo en los aceros inoxidables el vanadio y el cobalto y el cromo en las herramientas de corte el manganeso en los aceros HADFIELD de alta resistencia y dureza para aplicaciones de choque en chancadoras y molinos de minerales aceros refractarios de resistencia a la temperatura con contenidos de wolframio y niacutequel aceros al cromo para cuchillos y tijeras
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
INFLUENCIA DE LOS ALEANTES EN LOS ACEROS
bull Carbono- El mas importante aleante de los aceros cada incremento de este elemento influye en la mejora de la dureza y propiedades mecaacutenicas y su sensibilidad al tratamiento teacutermico de temple tambieacuten a mas carbono disminuye la ductilidad hacieacutendose mas fraacutegil
bull El manganeso- Este elemento tambieacuten contribuye a mejorar la resistencia de acero pero con menor incidencia que el C mejora la calidad superficial del acero
bull El foacutesforo y el azufre son elementos no deseados en los aceros por fragilizar aunque en cantidades muy pequentildeas mejora la resistencia y la maquinabilidad de los aceros
bull El silicio-Proviene del procesamiento del acero como desoxidante mejora la adherencia del galvanizado en los aceros tambieacuten mejora su resistencia pero malogra la calidad superficial de los aceros
bull El aluminio- Es utilizado para el afino del grano de los aceros en su fabricacioacuten es un desoxidarte
bull El cobre- No mejora sus resistencia en cantidades pequentildeas pero si mejora sensiblemente su resistencia a la corrosioacuten
bull El niacutequel- Es uno de los elementos para la fabricacioacuten de aceros especiales hace descender la tempera critica de los aceros favorece la austenizacion el niacutequel hace precipitar mas perlita en los aceros da mas tenacidad y plasticidad y resistencia a fatiga
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Procedimientos- bull Seleccionar el proceso adecuadobull Seleccionar el tipo de material de aporte
adecuadobull Seleccionar el diaacutemetro del material de aporte
de acuerdo al espesor de materialbull Preparacioacuten de la junta a soldarbull Tomar precauciones a la temperatura a trabajarbull Limpieza posterior
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull EQUIPOS DE SOLDAR-
bull Tipo convencional electrodo revestido con corriente continua
bull Maquina para proceso MIG-MAG con liner de tefloacuten
bull Con arco pulsadobull Tipo sineacutergico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull Tipos de aceros inoxidables- por su micro estructura y
propiedadesbull a) Serie martensitica- Tiene como elemento de aleacioacuten base el
cromo con un contenido de 11 a 18 y carbono alto de 01 a 05 sus caracteriacutesticas son
bull Se pueden templar y revenir son magneacuteticos resisten bien a la corrosioacuten tiene buena ductilidad y resistencia despues del tratamiento teacutermico
bull El mas utilizado es el AISI 420bull Sus aplicaciones mas importantes son tornillos y pernos hojas
filudas animas de armas instrumentos de medicioacuten alabes de turbina herramientas manuales partes de bombas hidraacuteulicas etc
bull b) Serie ferritica- Su elemento base de aleacioacuten es el cromo de 16 a 18 de cromo de bajo carbono menor que 01
bull No se pueden templar tienen muy buena resistencia a la corrosioacuten tienen buenas propiedades mecaacutenicas en frioacute pero decaen sensiblemente con la temperatura solo se endurecen por deformacioacuten plaacutestica son magneacuteticos
bull El mas utilizado es el AISI 430bull Sus aplicaciones mas comunes son en embutido cubiertos y
menaje domestico
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLESbull c) Serie austenitica- tiene como elementos de aleacioacuten
al cromo con 16 a 18 y al niacutequel con 8 a 12 su contenido de carbono es muy bajo menor del 008
bull No se pueden templar por tratamiento teacutermico ofrecen excelente resistencia a la corrosioacuten tienen excelente soldabilidad mejoran su resistencia con deformacioacuten en friacuteo no son magneacuteticos tienen baja conductibilidad eleacutectrica
bull Los mas comunes y utilizados son AISI 304 y 316bull Tiene numerosas aplicaciones como en la aeronaacuteutica
quiacutemica naval alimentariacutea se puede mejorar sus caracteriacutesticas agregando Mo Ti
bull CLASIFICACION POR EL TIPO DE ALEACIONESbull TIPO AISI 2XXX-Aceros cromo niacutequel manganesobull Tipo AISI 3XXX- aceros cromo molibdeno niacutequelbull Tipo AISI 4XXX- aceros al cromo
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
bull Soldadura de los aceros austenigraveticos- Funde en forma estable y controlada y fluye faacutecilmente cohesiona con las zonas friacuteas y solidifica de forma regular admite todos los procesos de soldadura
bull Soldadura de los aceros ferrigraveticos- La soldadura es problemaacutetica y cuidadosa las dificultades son excesivo crecimiento de grano formacioacuten de fase sigma que es fraacutegil disminuye su ductilidad el tratamiento teacutermico puede mejorar sus propiedades
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
DIAGRAMA SCHAEFFLER
bull Schaeffler quien desarrollo el diagrama ilustrado mas adelante estaba interesado en determinar graacuteficamente la influencia que tienen los elementos de aleacioacuten en la estructura final de la unioacuten soldadura metal El hizo esto transformando los elementos constituyentes de la austenita en el tan llamado ldquoNiacutequel equivalenterdquo y los elementos constituyentes de la ferrita en ldquoCromo equivalentesrdquo En el diagrama la abscisa corresponde al niacutequel equivalente y la ordenada al Cromo equivalente
bull El diagrama Schaeffler se utiliza generalmente para determinar la estructura metalograacutefica de la unioacuten soldadura metal cuando se sueldan metales de distinta composicioacuten quiacutemica con electrodos de acero inoxidable
bull Para determinar un punto en el diagrama Schaeffler es necesario conocer el anaacutelisis del deposito de soldadura y luego calcular los equivalentes de Cromo y Niacutequel
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
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