Subido por manuel alberto flores huerta

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AGRIETAMIENTOS EN LA SOLDADURA
Preparado por: Ing. William Mendoza
CAWI/AWS 98080574
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Diversos tipos de discontinuidades pueden ocurrir en la soldadura o en la zona
afectada por el calor. La soldadura puede contener: porosidades, inclusiones de
escorias o grietas.
De las tres, las grietas han sido por mucho tiempo la más perjudicial. Donde quiera
que haya limites aceptables para las inclusiones de escorias y porosidades en la
soldadura, las grietas nunca son aceptadas. Las grietas en una soldadura o en las
cercanías de una soldadura, indican que uno o más problemas existen y que deben
ser tratados. Un análisis cuidadoso de las características de las grietas será posible
para determinar la causa y tomar las medidas correctivas apropiadas.
Para el propósito de esta sección, “el agrietamiento” será diferenciado de la falla de
la soldadura. Las soldaduras pueden fallar debido a sobrecarga, diseño pobre o
fatiga. El agrietamiento disentido aquí es el resultado de la solidificación,
enfriamiento y los esfuerzos que se desarrollan debido a las contracciones de la
soldadura. El agrietamiento ocurre próximo al momento de la fabricación. Las grietas
en caliente son aquellas que ocurren a elevadas temperaturas y son relacionadas
usualmente con la solidificación.
Las grietas en frio son aquellas que ocurren después que el metal de la soldadura se
ha enfriado a temperatura ambiente y puede ser relacionada con la presencia de
hidrogeno. Ninguna es relacionada con las cargas en servicio.
La mayoría de las formas de agrietamientos resultan de los esfuerzos de contracción
que ocurre cuando el metal de la soldadura se enfría. Si la contracción se restringe,
los esfuerzos inducirán tensiones residuales que producirán agrietamiento.
Existen dos fuerzas opuestas: Los esfuerzos inducidos por la contracción del metal y
la rigidez alrededor del metal base.
Los esfuerzos de tracción aumentan cuando el volumen del metal que se contrae
aumenta. Los procedimientos de soldaduras de grandes dimensiones y penetración
profunda incrementan los esfuerzos de contracción. Los esfuerzos inducidos por
estas deformaciones aumentaran cuando estén involucrados metales de relleno y
metales base con resistencias mayores. Con una resistencia a la fluencia mayor,
estará presente un esfuerzo residual mayor.
Bajo condiciones de alta restricción, se debe tener precauciones extras que deben
ser utilizadas para vencer las tendencias al agrietamiento, las cuales serán descritas
mas adelante. Es esencial prestar atención a la secuencia de la soldadura,
precalentamiento
y temperatura entre pasadas, tratamiento térmico post
soldadura, diseño de junta, procedimiento de soldadura y materiales de relleno.
El uso acertado de martillado (peening) así como un tratamiento de alivio de
tensiones (stress relief) puede ser necesario cuando se fabrican miembros altamente
restringidos.
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AGRIETAMIENTO EN LA LINEA CENTRAL DEL CORDON
Este agrietamiento se caracteriza como una separación en el centro de un cordón de
soldadura dado. Si el cordón de soldadura aparece en el centro de una junta, como
siempre es el caso en una soldadura de pasada simple, grietas en la línea central
estarán presentes en el centro de la junta. En el caso de soldaduras de pasadas
múltiples, donde diversos cordones por capas de soldaduras deben ser aplicados, no
debe existir grieta alguna en el centro geométrico de la junta, aunque si estará en el
centro del cordón ver Fig. 1.
EL agrietamiento en la línea central del cordón es el resultado
de uno de los siguientes fenómenos: Agrietamiento inducido por la segregación,
agrietamiento inducido por la forma del cordón o agrietamiento inducido por la
superficie del perfil del
Cordón. Desafortunadamente, los tres fenómenos revelan así mismo el mismo tipo
de grieta y es a menudo difícil identificar
La causa. Por otra parte, la experiencia ha demostrado que a menudo dos o aun los
tres fenómenos interactúan y contribuyen al problema de agrietamiento. La
comprensión del mecanismo fundamental de cada uno de estos tipos de grietas en la
línea central del cordón ayudara en la determinación de las soluciones correctivas.
AGRIETAMIENTO INDUCIDO POR LA SEGREGACION
Ocurre cuando los constituyentes con bajo punto de fusión tales como el fosforo,
zinc, cobre y azufre contenidos en la mezcla se separan durante el proceso de
solidificación de la soldadura. Los componentes con bajo punto de fusión en el metal
fundido estarán forzados a migrar al centro del charco del cordón de soldadura
durante la solidificación, dado que son los últimos en solidificarse y la soldadura
tiende a separar cuando el metal solidificado se contrae lejos de la zona central que
contiene los constituyentes con bajo punto de fusión.
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Cuando se experimenta el agrietamiento en la línea central del cordón inducido por
la segregación, diversas soluciones pueden ser implementadas. Dado que el
contaminante usualmente proviene del metal base, la primera consideración es
limitar la cantidad de contaminante que se absorbe desde el material base. Esto se
logra limitando la penetración del proceso de soldadura. En algunos casos, un
rediseño de la junta puede ser aconsejable.
La penetración extra proporcionada por algunos de los procesos no es necesaria y
puede ser reducida. Esto puede ser llevado a cabo mediante el uso de niveles de
corrientes de soldadura menores.
Una capa de mantequillado de material de soldadura ver fig. 2, depositado por un
proceso de baja energía tales como el proceso de soldadura por arco con electrodos
revestidos (SMAW), puede efectivamente reducir la cantidad de absorción de
contaminantes dentro de la mezcla o adición de constituyentes en la soldadura.
Figura 2. (Mantequillado)
En el caso del azufre, es posible superar los efectos dañinos del sulfuro de
manganeso. El sulfuro de manganeso (MnS) es creado cuando el Mn esta presente en
cantidades suficientes para contrarrestar el sulfuro. El sulfuro de manganeso tiene
un punto de fusión de 2900ºF. En esta situación antes de que el metal de la
soldadura se solidifique, los sulfuros de manganeso están concebidos para no
segregar. Los productores de aceros utilizan este concepto cuando se encuentran
niveles de azufre más altos en el mineral de hierro. En soldadura, es posible usar
materiales de relleno con altos niveles de manganeso para contrarrestar la
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formación de sulfuro de hierro de bajo punto de fusión. Desafortunadamente, este
concepto no puede ser aplicado a contaminantes de otra manera como al azufre.
AGRIETAMIENTO INDUCIDO POR LA FORMA DEL CORDON
El segundo tipo de agrietamiento en la línea central del cordón es conocido como
agrietamiento inducido por la forma del cordón. Este se ilustra en la fig. 3. y es
asociado con procesos de penetración profunda tales como SAW y FCAW protegido
con CO2. Cuando un cordón de soldadura es de una forma donde la sección
transversal del cordón es más profunda que ancha, los granos que se solidifican
crecen perpendicularmente a la superficie del acero que intercepta la zona media,
pero no aumenta la sección transversal de la fusión de la junta. Para corregir esta
condición, los cordones de soldadura individual deben tener al menos el mismo
ancho que la profundidad.
Figura 3.
Las recomendaciones varían desde una relación 1:1 a 1,4:1 ancho-profundidad para
remediar esta condición. La configuración total de la soldadura, la cual puede tener
muchos cordones de soldaduras individuales, puede tener un perfil total que
constituye más profundidad que ancho.
Si se usan pasadas múltiples en esta situación, y cada cordón es mas ancho que
profundo, se puede realizar una soldadura libre de grietas.
Cuando se experimenta el agrietamiento en la línea central del cordón debido a la
forma del perfil del mismo, la solución obvia es cambiar la relación anchoprofundidad. Esto puede involucrar un cambio en el diseño de la junta. Dado que la
profundidad es una función de la penetración, es aconsejable reducir la cantidad de
penetración. Esto puede llevarse a cabo mediante el uso de amperajes de
soldaduras menores y diámetros de electrodos mayores. Todas estas aproximaciones
reducirán la densidad de corriente y limitaran la cantidad de penetración.
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CONDICIONES DE LA SUPERFICIE DEL PERFIL DE LA SOLDADURA.
El mecanismo final que genera grietas en la línea central del cordón es la condición
superficial del cordón.
Cuando se crea una superficie de soldadura cóncava, tendrá lugar esfuerzos de
contracción internos en el metal de la soldadura en la superficie en tensión. Al
contrario cuando se forman superficies de soldaduras convexas, las fuerzas de
contracción internas atraerán la superficie a compresión. Estas situaciones se ilustran
en la fig. 4.
Figura 4.
Las superficies de soldaduras cóncavas frecuentemente son el resultado de voltajes
del arco elevados. Una leve disminución en el voltaje causara que el cordón retorne
a un perfil ligeramente convexo y elimine la tendencia al agrietamiento. Altas
velocidades de avance también puede resultar en este tipo de configuración.
Una reducción en la velocidad de avance aumentara la cantidad de metal de relleno
y la superficie del perfil de la soldadura retornara al perfil convexo.
La soldadura en posición vertical descendente también tiene la tendencia a generar
esta sensibilidad a formación de grietas, por la forma de la superficie cóncava del
cordón. La soldadura vertical ascendente puede remediar esta situación mediante el
suministro de un cordón de soldadura ligeramente convexo.
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AGRIETAMIENTO EN LA ZONA AFECTADA POR EL CALOR (HAZ).
El agrietamiento en la HAZ fig. 5 se caracteriza por la separación que ocurre
inmediatamente al lado adyacente al cordón de soldadura. Aunque se relaciona al
proceso de soldadura, la grieta ocurre en el metal base, no en el metal de la
soldadura. Este tipo de agrietamiento también se conoce como agrietamiento bajo
el cordón, agrietamiento en el borde, o agrietamiento retardado. Debido a que este
agrietamiento ocurre después que el acero se ha enfriado aproximadamente por
debajo de 400ºF, puede llamarse agrietamiento en frio, y debido a que es asociado
con el hidrogeno, también es llamado agrietamiento asistido por el hidrogeno.
Figura 5.
Figura 5
Para que ocurra agrietamiento en la haz, deben estar presentes tres condiciones
simultáneamente: Debe existir niveles suficientes de hidrogeno, debe estar
involucrado un material lo suficientemente sensible y debe existir esfuerzos
aplicados o residuales de niveles lo suficientemente altos.
La reducción o eliminación adecuada de una de las tres variables generalmente
eliminaran el agrietamiento en la haz. En las aplicaciones de soldaduras, una
proposición típica es limitar dos de las tres variables, a saber el nivel de hidrogeno y
la sensibilidad del material.
El hidrogeno puede entrar dentro del charco de metal desde una variedad de
fuentes. La humedad y los compuestos orgánicos son las fuentes primarias del
hidrogeno. Puede estar presente en el acero, en el electrodo, en los materiales de
protección y estar presente en la atmosfera.
Los ingredientes de los revestimientos de los electrodos, ya sean externamente en
los electrodos revestidos, internamente en el núcleo de los electrodos tubulares o en
la forma de fundentes en los procesos por arco sumergido (S.A.W.) o electroescoria
(E.S.W.), pueden absorber humedad, dependiendo de las condiciones de
almacenamiento y prácticas de manipulación.
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Para limitar el contenido de hidrogeno en depósitos de soldaduras, los consumibles
de la soldadura deben ser apropiadamente conservados, y la soldadura debe ser
realizada sobre superficies que estén limpias y secas.
La segunda condición necesaria para un agrietamiento en la haz es una
microestructura sensible. El área de interés es la zona afectada por el calor (HAZ)
que resulta del ciclo térmico experimentado por la región inmediatamente
circundante a la soldadura. Como esta área es calentada por el arco de la soldadura
durante la formación del charco, es transformada de su estructura de ferrita a
temperatura ambiente a la estructura austenita a elevada temperatura.
La velocidad de enfriamiento subsecuente determinara las propiedades resultantes
en la HAZ. Las condiciones que estimulan la evolución de microestructuras sensibles
a las grietas incluyen altas velocidades de enfriamiento y niveles mayores de dureza
en el acero.
Las altas velocidades de enfriamiento son estimuladas por procedimientos de
soldaduras con entradas de calor menores, espesores del metal base mayores, y
menores temperaturas del metal base. Los mayores niveles de dureza resultan de
mayores contenidos de carbono y/o niveles de aleación. Para un acero dado, la
forma más efectiva para reducir la velocidad de enfriamiento es mediante el
incremento de la temperatura del acero circundante a la soldadura a través de
precalentamiento. Esto reduce el gradiente de temperatura, retardando la velocidad
de enfriamiento, y limitando la formación de microestructura sensibles a grietas. Un
precalentamiento efectivo es el medio primario mediante el cual son creadas las
propiedades aceptables en la zona afectada por el calor, aunque la entrada de calor
también tiene un efecto significante sobre la velocidad de enfriamiento en esta zona.
Los esfuerzos residuales de la soldadura pueden ser reducidos a través de alivio de
tensiones térmicas, aunque para la mayoría de las aplicaciones estructurales, esto es
desde el punto de vista económico poco practico. Para aplicaciones estructurales
complejas, puntales temporales y otras condiciones se deben considerar, como el
acero tendrá una capacidad de resistencia altamente reducida a temperaturas de
alivio de tensiones. Para aplicaciones practicas, el agrietamiento en la zona afectada
por calor será controlada por una practica efectiva de bajo hidrogeno, y
precalentamientos apropiado.
Para que un agrietamiento en la HAZ ocurra, es necesario que el hidrogeno migre
dentro de la zona afectada por el calor, lo cual tarda tiempo. Por esta razón, el
código D1.1 AWS: 2008, parágrafo 6.11 pag. 216 recomienda un retardo de 48 horas
después de la culminación de la soldadura para la inspección realizada en aceros
ASTM A514, A517 y A709 grado 100 y aceros 100W, conocidos por ser sensibles al
agrietamiento estimulado por el hidrogeno en la zona afectada por el calor.
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Tarda cierto tiempo para que el hidrogeno se difunda del deposito de la soldadura.
La difusión suficiente para evitar agrietamientos normalmente tarda unas pocas
semanas, aunque puede tardar muchos meses dependiendo de la aplicación
especifica. Las concentraciones de hidrogeno próximas a la soldadura son siempre las
mayores, y si el agrietamiento inducido por hidrogeno va a ocurrir, generalmente
ocurrirá dentro de pocos días de la fabricación. Sin embargo, puede tardar mas para
que las grietas se propaguen a un tamaño suficiente para ser detectadas.
Aunque es una función de muchas variables, la velocidad de difusión general puede
ser aproximada. A 450ºF, el hidrogeno se difunde aproximadamente a razón de 1
pulgada por hora. A 220ºF, el hidrogeno se difunde igual a 1 pulgada en
aproximadamente 48 horas. A temperatura ambiente, una velocidad de difusión
típica del hidrogeno es 1 pulgada en dos semanas. Si existe una pregunta en cuanto
al nivel de hidrogeno en un elemento soldado. Es posible aplicar un tratamiento
térmico post soldadura comúnmente llamado “post weld heat treatment” (PWHT).
Esto generalmente involucra el calentamiento de la soldadura a una temperatura de
400 – 450ºF, manteniendo el acero a esa temperatura por aproximadamente una
hora por cada pulgada de espesor del material involucrado. A esa temperatura, el
hidrogeno es probable que se redistribuya a través de la difusión para excluir mas
adelante riesgos de agrietamientos. Algunos materiales, sin embargo, requerirán
significantemente más de una hora por pulgada de espesor. Esta operación puede no
ser necesaria donde el hidrogeno ha sido controlado apropiadamente, y no es tan
convincente cuando se precalienta en términos de su habilidad para prevenir
agrietamiento bajo el cordón. Para que las operaciones de calentamiento a posterior
sean efectivas, estas deben ser aplicadas antes de que el elemento soldado se le
permita enfriarse a temperatura ambiente. El fracaso de hacerlo así podría resultar
en un agrietamiento en la zona afectada por el calor antes de la aplicación del
tratamiento térmico post soldadura.
AGRIETAMIENTO TRANSVERSAL
El agrietamiento transversal, se caracteriza por una grieta dentro del metal de la
soldadura perpendicular a la dirección de avance ver fig. 6. Este el tipo de grieta
menos encontrado frecuentemente, y es generalmente asociado con el metal de
soldadura que tiene mayor resistencia que el metal base. Este tipo de agrietamiento
también puede ser estimulado por el hidrogeno, y como el agrietamiento en la zona
afectada por el calor descrito anteriormente, el agrietamiento transversal también es
un factor de exceso de hidrogeno, esfuerzos residuales, y una microestructura
sensible al agrietamiento. La diferencia primaria es que el agrietamiento transversal
ocurre en el metal de soldadura como resultado del esfuerzo residual longitudinal.
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Figura 6.
Cuando el cordón de soldadura se contrae longitudinalmente, el material base que lo
rodea resiste esta fuerza al momento de la compresión. La alta resistencia del acero
circundante a compresión restringe la contracción requerida del material base.
Debido a la restricción del material base circundante, el metal de la soldadura
desarrolla esfuerzos longitudinales que pueden facilitar el agrietamiento en la
dirección transversal.
Cuando el agrietamiento transversal aparece, un análisis de la practica de bajo
hidrogeno es garantía. Las condiciones de almacenaje de los electrodos deben ser
cuidadosamente revisadas. Si esto es un problema, una reducción en la resistencia
del metal de la soldadura usualmente resolverá el problema de agrietamientos
transversales. Por supuesto, que los requerimientos de diseño deben conocerse,
aunque la mayoría de los agrietamientos transversales resultan del metal de la
soldadura con condiciones por encima a las del metal base.
Se ha hecho énfasis sobre el metal de soldadura porque el metal de relleno puede
depositar resistencias menores, metales altamente dúctiles bajo condiciones
normales. Sin embargo, con la influencia de la absorción de elementos aleantes del
metal base, es posible que el metal de la soldadura muestre resistencias
extremadamente altas con ductilidad reducida. Usando metal de relleno con
resistencias menores es una solución efectiva, pero se debe tener precaución para
asegurar que la resistencia de la junta sea lograda.
El precalentamiento puede ser aplicado para aliviar el agrietamiento transversal. El
precalentamiento favorecerá la difusión del hidrogeno. Cuando se aplica el
precalentamiento, se expandirá adicionalmente la junta soldada, permitiendo que el
metal de la soldadura y la junta se contraigan simultáneamente, y reduciendo el
esfuerzo aplicado a la soldadura que se contrae. Esto es particularmente importante
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cuando se realizan soldaduras circunferenciales. Cuando la circunferencia de los
materiales que se suelda de expanden, el metal de la soldadura es libre de
contraerse a lo largo con el material circundante al material base, reduciendo los
esfuerzos de contracción longitudinal. Finalmente, los tratamiento para liberar
hidrogeno post soldadura que involucran mantener el acero a 250º-450ºF por
periodos prolongados de tiempo
(generalmente 1 hora por pulgada de
espesor) ayudara cualquier difusión de hidrogeno residual.
AGRIETAMIENTO EN CALIENTE EN SOLDADURAS DE ACERO
INOXIDABLE
Las soldaduras de aceros inoxidables usualmente resultan agrietadas durante la
soldadura, en la zona afectada por el calor del metal de la soldadura, o en el pase de
raíz de una soldadura de pasadas múltiples. Si la soldadura se realiza con una
velocidad de avance rápida, se puede formar una grieta en la línea central del
cordón.
Si el cráter de la soldadura no se rellena de manera apropiada, pueden formarse
grietas o grietas tipo estrella.
Todas las anteriores son grietas en caliente, grietas que ocurre mientras la soldadura
esta aun caliente, antes de enfriarse a temperatura ambiente. Los tipos de
agrietamiento en caliente incluyen:
Microfisuras
Agrietamiento en la zona afectada por el calor
Agrietamiento por recalentamiento (agrietamiento en cordones de
soldaduras previos causados por pases de soldaduras posteriores)
Grietas de cráter
Grietas por solidificación
El agrietamiento en caliente es causado por:
1) Esfuerzos de tracción
2) Microestructura sensibles a grietas ( especialmente austenita)
3) Contaminantes (especialmente azufre, fósforos, titanio, y niobio)
Este agrietamiento en caliente puede ocurrir en cualquier tipo de acero inoxidable.
Los aceros de fácil maquinado que contienen altos niveles de azufre y fósforos (tales
como el 303) son especialmente susceptibles. Algunos de los grados estabilizadas
que contienen titanio y niobio (tales como el 321, 347, 444) son también
susceptibles, en adición a los grados endurecidos por precipitación (17-4PH).
Las condiciones de la soldadura también pueden afectar el agrietamiento en
caliente. Los métodos sugeridos para reducir el agrietamiento en caliente incluyen:
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1)
2)
3)
4)
5)
Usar cordones rectos
Reducir la velocidad de avance
Usar metal base y/o de relleno con altos niveles de ferrita
Rellenar todos los cráteres
Reducir los esfuerzos de tracción ( alivio de tensiones, cambiar diseño de
junta )
6) Evitar arcos largos (lo cual permiten mayor entrada de aire/nitrógeno al arco,
ya que aumenta el contenido de austenita).
Los grados más susceptibles al agrietamiento en caliente son los aceros inoxidables
austeniticos, porque cuando se compara con la ferrita, la austenita es la estructura
más susceptible. Ya que los contaminantes se disuelven más fácilmente dentro de la
ferrita que dentro de la austenita, una pequeña cantidad de ferrita delta en una
soldadura de acero inoxidable austenitico ayuda a reducir el agrietamiento en
caliente.
Muchos diagramas han sido desarrollados para predecir la cantidad presente de
ferrita, dependiendo de las composiciones del metal base y del metal de relleno. El
diagrama de Delong fig. 7 muestra las estructuras (austenita – A, ferrita – F, y
martensita – M) que pudieran estar presentes en soldaduras realizadas con los
procesos GTAW y GMAW, basados en la composición química.
Este diagrama usa dos ecuaciones: El cromo equivalente y el níquel equivalente.
Figura 7 Diagrama de DeLong
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NOTA: Calculo de equivalentes de cromo y níquel del análisis del metal de la soldadura. Si el análisis
de nitrógeno del metal de la soldadura no es disponible, se asume 0.06% para los procesos GTAW y
SMAW, o 0.08% para GMAW. Si la química es precisa, el diagrama predice la WRC número ferrita
con ± aproximación del 90% de los ensayos para la familia 308, 309, 316, y 317.
Ciertos elementos tienden a actuar como el cromo para producir ferrita, mientras
que otros tienden a actuar como el níquel para producir austenita. Usando el análisis
químico del metal base, son calculados el cromo equivalente y el níquel equivalente,
y el punto en el diagrama donde se interceptan suministra el numero ferrita
pronosticado (FN). Típicamente, un numero ferrita que excede 3 producirá una
soldadura que no estaría propensa a agrietamiento en caliente.
Ciertos instrumentos están disponibles para medir el número ferrita (o porcentaje
de ferrita, algunos indicadores). Estos indicadores miden el campo magnético
producido por la ferrita magnética en la austenita no magnética. La norma A4.2 –
AWS muestra las técnicas de calibración de estos instrumentos.
El diagrama de Schaeffler, mostrado en la fig. 8
Figura 8: Diagrama de Schaeffler
También ha sido desarrollado para predecir la ferrita. Las ecuaciones cromo y níquel
equivalentes son ligeramente diferentes a aquellas mostradas en el diagrama de
Delong, ya que no incluyen los fuertes efectos del nitrógeno. El diagrama de
Schaeffler traza los rangos de composición típica para varias aleaciones de aceros
inoxidables.
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Los tipos tales como el 310 tienen gran contenido de níquel que no produce ferrita
en la soldadura. El tipo 316 produce algo de ferrita y el tipo 308 aun más. Este
diagrama también grafica algo de los aceros inoxidables ferriticos y martensiticos.
Ambos diagramas el de Delong y el de Schaeffler pueden ser usados para predecir la
cantidad de ferrita presente en las soldaduras de aceros inoxidables austeniticos,
aun cuando se use un metal de relleno de composición diferente. La fig. 9 muestra la
dilución (cantidad de metal base en la soldadura) que ocurre cuando una soldadura
se realiza con un metal de relleno A sobre un metal base con una cantidad de metal
base fundida B. La dilución mostrada es del 50%.
Figura 9.
Si el metal base es del tipo 310 ha sido soldado sin metal de relleno, la fig. 8
muestra que el porcentaje de ferrita es 0%. Si el metal base es del tipo 310 ha sido
soldado con metal de relleno del tipo 308, las composiciones actuales de estas dos
aleaciones pudieran ser trazadas en la fig. 7. Una línea recta dibujada entre las dos
mostraría el rango de la composición (y números de ferrita) producidos con
diluciones diferentes. Se asume la composición media para los tipos 310 y 308, el
50% de la dilución produciría aun un contenido de ferrita 0%. Sin embargo, Si se ha
usado el tipo de metal de relleno 312 una línea recta dibujada entre el centro del
recuadro 310 y el recuadro 312, la dilución del 50% produciría un contenido de ferrita
de aproximadamente 7%, una cantidad que produciría una soldadura libre de grietas.
El tipo de metal de relleno 312 es algunas veces seleccionado para reducir los
problemas de agrietamientos en caliente.
La ferrita en los aceros inoxidables austeniticos puede ser perjudicial si la soldadura
va ser usadas en aplicaciones criogénicas, debido a que la ferrita tiene
significativamente menor tenacidad que la austenita. La ferrita también puede ser
perjudicial si sus propiedades magnéticas son la fuente de problemas adicionales.
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AGRIETAMIENTO EN FRIO EN LOS ACEROS INOXIDABLES
Otra forma de agrietamiento que ocurre horas o aun días después que la soldadura
se ha solidificado y enfriado a temperatura ambiente se llama:
1) Agrietamiento en frio
2) Agrietamiento por hidrogeno
3) Agrietamiento retardado
Este tipo de agrietamiento solo ocurre en los aceros inoxidables martensiticos, en
algunos ferriticos que forman martensita y en ciertos aceros inoxidables
endurecibles por precipitación.
El agrietamiento en frio es causado por:
1) Esfuerzos de tracción
2) Microestructura susceptible a grietas (martensita)
3) Hidrogeno
Aunque la martensita es una estructura muy fuerte y muy dura, tiene muy baja
ductilidad y tenacidad, y sin embargo, puede fácilmente causar grietas. Si el
hidrogeno esta presente, se puede difundir a través de metal (aun a temperatura
ambiente), acumulándose en la martensita, y aumentando la presión hasta que
ocurra mas agrietamiento.
Métodos para evitar el agrietamiento en frio incluye:
1) Precalentar, esta es la mejor solución. El precalentamiento disminuye la
velocidad de enfriamiento, para que menos martensita se forme; también
obliga a salir la humedad y el hidrogeno.
2) Tratamiento térmico post soldadura, un tratamiento térmico post soldadura
modera la martensita y la hace mas dúctil (aunque esto no es tan efectivo
como precalentar para impedir el problema).
3) Reducir los esfuerzos.
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