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Hidrogeno

Precalentamiento en la difusión del hidrógeno

por: Instituto Asteco

El estado de solidificación de la soldadura es el momento en el charco de fusión de mayor vulnerabilidad. En este proceso se generan estructuras secundarias en las cuales las transformaciones estructurales son más intensas. Además, se genera la distribución de tensiones, de hidrógeno y de calor residual a las zonas afectadas térmicamente (ZAT).

Una de las grandes precauciones de la soldadura es el aporte del hidrógeno en el charco de fusión, ya que este se diluirá en el material resultante y en su estructura. Así mismo, una parte será expulsada en el proceso de enfriamiento y el resto quedará en el material. Esto va a generar una interacción entre elementos como el carbón para formar metano (CH4). Además, al ser el metano un gas, tratará de expandirse y generar fisuras.

También por el tamaño del hidrógeno, este se ubica entre las regiones aledañas de los demás elementos, especialmente el Fe. Por tanto, debido a esfuerzos residuales, dilatación del material en el proceso de enfriamiento y esfuerzos generados por trabajo (fisuración en frío) el hidrógeno comenzará su movimiento en el proceso de difusión. Esto hará que se generen fisuraciones en el proceso de cambio de temperatura, como en trabajos en frío. Igualmente, se aprovecha de otros defectos como inclusiones de escoria o socavados internos para alojarse.

¿Cómo llega el hidrógeno a nuestro material de soldadura?

En la mayoría de los casos el hidrógeno se adhiere a nuestro material de soldadura de forma externa. A continuación, mencionamos algunos de esos casos.

  1. Humedad presente en el ambiente.
  2. Hidrógeno no expulsado por difusión en el material base.
  3. Humedad en recubrimientos en procesos como el SMAW o en fundentes como en el proceso FCAW o SAW.
  4. Contaminación del material base.

Es inevitable que en el proceso de soldadura se presenten adiciones de hidrógeno. Por eso, es importante tener presente la saturación que haya de este y el procedimiento a realizar para ayudar a la difusión del mismo.

En este proceso se hace importante el control de entrada de temperatura, la disminución de la velocidad del enfriamiento y el control de la ZAT. Esto se logra con el conocimiento del material base y de aporte y con la aplicación de un correcto precalentamiento designado por los diferentes métodos como los especificados por el AWS, el Nomograma de COE, el criterio de Ito y Bessyo, entre otros.

El adecuado precalentamiento y en los casos que sea necesario, como los aceros susceptibles al temple, un post calentamiento, ayuda entre otras cosas, a que el gradiente de temperatura sea el correcto. Esto permite que desde el principio del proceso de soldadura se inicie la difusión del hidrógeno. Además, como lo explicamos en el artículo anterior, permite reducir los esfuerzos residuales, generar una estructura blanda que resista las cargas térmicas y el posterior trabajo y ayudar en los procesos de dilatación y contracción.

Si deseas conocer los métodos de predicción de la temperatura de precalentamiento, debes estar atento a nuestros próximos artículos.

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