Soldadura del Acero Inoxidable

Es importante la adecuada selección del tipo de soldadura al cual se va a someter el acero inoxidable según el uso y calidad del material.

El acero inoxidable austenítico funde de manera controlada y estable, fluye, cohesiona con las zonas frías y solidifica de una manera regular y sin imprevistos. Por ello admite casi todos los métodos de soldadura pudiendose automatizar todas las operaciones.

En el caso de los aceros inoxidables ferríticos, la soldadura es más problemática ya que los cambios metalúrgicos que se producen en las zonas de transición y en las zonas afectadas por el calor, pueden llegar a mejorar el material. La tecnica es mas delicada y específica para cada tipo de inoxidable ferrítico.

Las tres mayores dificultades relacionadas con la soldadura de aceros inoxidables ferríticos son:

  1. Excesivo crecimiento del grano.
  2. Sensibilización.
  3. Formación de la Fase Sigma: Ausencia de ductilidad.

La fase Sigma es una etapa dura y frágil que puede estar presente en la microestructura del metal soldado y puede formarse en aceros inoxidables cuando son sometidos a un rango de temperatura de 600 a 800°C durante tiempo prolongado.

El efecto principal de la formación de fase SIGMA es un decremento en la ductibilidad y en la tenacidad de la unión soldada. Este problema debe ser tomado en cuenta si la pieza está sometida a una temperatura de servicio en el rango mencionado o si el material sufrirá algún tipo de tratamiento post-soldadura en este rango.

Los depósitos de soldadura con contenidos de ferrita superiores al 15% son muy susceptibles a este tipo de fenómenos por lo cual los fabricantes del material base y del aporte de soldadura deben regular la composición de ambos de modo que no se generen altos contenidos de ferrita como el mencionado.

El tratamiento térmico después de la soldadura puede reducir algo estos problemas, o se puede especificar un acero inoxidable con bajo contenido en carbono y nitrógeno.

Durante el soldado y especialmente entre los 425 y 870°C el Cromo con el Carbono se combinan y se precipitaran en los bordes de grano como carburo de cromo. Esto puede dar lugar a que existan áreas donde no haya Cromo suficiente para formar la capa necesaria de óxido de Cromo, quedando vulnerable el acero cuando es expuesto a medios corrosivos dando lugar a la llamada CORROSIÓN INTERGRANULAR.

Aunque el cordón de soldadura no estuviera expuesto el tiempo suficiente a dichas temperaturas, puede suceder que las áreas adyacentes si lo hayan estado, quedando entonces SENSIBILIZADAS.

Si fundieramos un material con 18% de Cromo y 8% de Níquel, luego de las soldaduras estas podrían reducirse a 16% y 6% respectivamente con lo cual obtendriamos una soldadura menos resistente a la corrosión que el resto del material.

Es por eso que se fabrican MATERIALES DE APORTACIÓN para soldadura con un contenido en Cromo y Níquel superior a lo exigido en el material base. Así tenemos los tipos E 308 y ER 308 que son los indicados para soldar el AISI 304.

  • La referencia E es para electrodos revestidos con soldadura eléctrica.
  • La referencia ER es para varillas desnudas para utilizar con técnicas de soldadura que protegen el arco mediante gases:

TIG (Tungsteno como gas inerte). MIG (Metal como gas inerte).
MAG (metal como gas activo) FLUX (Arco sumergido)

Las referencias E 308 y ER 308 tienen:
Cromo=19.5-22% Niquel=9-11%

Nótese que es un error soldar acero inoxidable utilizando como material de aporte una varilla del mismo tipo. Ejemplo: Soldar dos chapas de 304 con una varilla de 304.

Cuando se realizan soldaduras SIN APORTE DE MATERIAL, sin duda no podremos enriquecer en Cromo y Níquel, la zona fundida por lo tanto no podremos compensar las posibles pérdidas de estos aleantes. Este hecho no es importante ya que la soldadura sin aporte se utiliza en espesores finos y las técnicas utilizadas no dejan tiempo para la formación de vapores del del baño de fusión por lo que las pérdidas de Cromo y Níquel son despreciables. Esto explica porque en muchos casos una tubería con costura (soldada) puede reemplazar sin problemas a una sin costura que es mucho más cara.

¿ Hay que tomar algunas precauciones en la soldadura?

Si, las precauciones que se toman para evitar problemas en la soldadura son:

  1. Mantener un bajo contenido de Carbono (0.03 máximo en los grados L).
  2. Estabilizar el Carbono con Titanio y/o Niobio.
  3. Calentar la soldadura una vez terminada entre 1,025 y 1,100°C (reconocido) con lo que se disolverán los carburos formados durante la soldadura, seguido de un rápido enfriamiento en agua (para evitar la temperatura crítica de 425-870°C.

¿ Y la limpieza?

Después de la soldadura es también importante la limpieza, y no se deberá hacer con limas y cepillo de acero al Carbono. Los utensilios de limpieza de acero al Carbono, como las esmeriladoras que se usan como acero común, pueden dejar unas finas partículas indebidas en la superficie del acero inoxidable, que más tarde se oxidara y manchara si no se quita con un limpiador químico.

Materiales de aportacion para la soldadura del acero inoxidable

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Carla Sifuentes

Traductora y Redactora Creativa en Jn Aceros.

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