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Soldabilidad de aceros disímiles

por: Hilary Otero


Conoce los tipos de estructura en una junta de aceros disímiles

En el Instituto Asteco queremos darte toda la información que necesitas para comprender cómo es la soldabilidad en aceros disímiles, para ello, queremos contarte cómo está formada una junta de soldadura en estos aceros, qué tipos de estructura puedes obtener y cuál es la importancia del proceso de precalentamiento para evitar fisuras o rupturas en el material resultante. Puedes encontrar información ampliada con recursos audiovisuales tomando nuestro curso virtual: Soldabilidad de aceros disímiles. Una vez terminado, podrás descargar tu certificado en línea totalmente gratis.

¿Cómo está conformada una junta de soldadura en aceros disímiles?

En una junta de aceros disímiles, se encuentra la sumatoria entre el aporte del metal base (30%) y del metal de soldadura (70%) cuando se trabaja con electrodo revestido, pero varía según el proceso.

La dilución se define como el porcentaje que aporta el metal base al metal de soldadura, donde el metal de soldadura es una mezcla entre el metal base y el metal de aporte. Cuando se tienen dos metales base de diferente tipología cada uno aporta el 15% para obtener la dilución del 30%, la cual cambia de acuerdo al diseño de la junta, si se trata o no de pase de raíz y de acuerdo al proceso de soldadura.

¿Cuáles son los tipos de estructura en una junta de aceros disímiles?

Las estructuras en una junta de aceros disímiles dependen de la temperatura y la velocidad de enfriamiento, de ahí se obtienen diferentes fases en la microestructura de la junta soldada, dentro de las cuales se encuentran la fase martensítica, austenítica, ferrítica y otros tipos de estructuras.

Estructura Ferrita

La estructura ferrita, conocida como el hierro alfa, es una estructura cristalina con un sistema cúbico centrado en el cuerpo. Tiene algunas características especiales:

  • Es una estructura blanda.
  • Se deja maquinar, trabajar y limar.
  • Puede alcanzar durezas de 18 a 20 Rockwell C. Es raro encontrar una estructura ferrítica con una dureza de 20 Rockwell C., pero es posible.
  • Su resistencia mecánica es de 40.000 a 50.000 PSI.
  • No tiene ninguna resistencia a la oxidación y a la corrosión.

La ferrita es uno de los estados que se pueden encontrar en un acero disímil, su formación se da de acuerdo a los aleantes del material y a las temperaturas de enfriamiento que se manejen en la soldadura. Una forma de identificar los aceros ferríticos es su magnetismo.

Estructura Austenita

También conocida como el hierro gamma, es una formación de tipo cúbica centrada en las caras. Es dúctil, con durezas más altas que la ferrita, puede llegar hasta 30 Rockwell C., tiene mayor resistencia mecánica, pues alcanza los 150.000 PSI y es resistente a la oxidación y la corrosión.

Es una estructura inestable a temperatura ambiente, excepto en algunos aceros con alto contenido de manganeso y en algunos aceros inoxidables con un contenido de níquel alrededor del 8%. En general, esta estructura se encuentra en operaciones de forja y laminado de algunos aceros, efectuadas a 1100°C, en cuyos casos sí es estable. A diferencia de la ferrita, la austenita no es magnética.

Estructura Martensita

Es cristalina, tetragonal de cuerpo centrado. Se trata de la fase dura del acero, siendo una estructura muy dura pero muy frágil. Puede alcanzar durezas de hasta 50 Rockwell C, pero debido a su fragilidad, puede presentar microgrietas o rupturas en el material.

Esta estructura se forma a una velocidad muy alta a partir de una fase austenítica. Si se observa la microestructura de un acero en fase martensítica se pueden notar formas de agujas.

Importancia del precalentamiento para prevenir fisuras o grietas

La velocidad de enfriamiento puede causar fisuras en la soldadura. Por eso es importante el precalentamiento. Además, el enfriamiento no debe ser abrupto sino controlado, de lo contrario aparecerán fisuras debajo del cordón o microfisuras poco visibles que con el tiempo pondrán en riesgo la integridad de la pieza.

Una de las formas de evitar las fisuras en una junta de aceros disímiles es llevar a cabo un adecuado proceso de soldadura, conociendo los materiales base y los materiales de aporte. Además, es necesario seleccionar adecuadamente la temperatura de precalientamiento.

El precalentamiento se puede escoger de acuerdo a recomendaciones de los fabricantes de electrodos y aceros, en códigos de soldadura y conforme a la microestructura final que se desee, así, es posible calcular una curva de temperatura con tiempo para determinar el enfriamiento evitando grietas en la pieza.

Durante la soldadura es importante controlar la temperatura de precalentamiento e interfaces, ese control puede hacerse con dispositivos como termocuplas, termopares, pirómetros y tizas térmicas, que miden la temperatura en un punto determinado de la pieza.

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