El ABC de la soldadura por arco

Agrietamientos en Frío en Cordones de Soldadura de Filete

Variaciones de los Agrietamientos en frío

Los agrietamientos en frío se definen como grietas que se producen a temperaturas de entre 200-300° C o menos en soldaduras de acero al carbono y de baja aleación. Los agrietamientos en frío pueden ocurrir tanto en las soldaduras a tope como en las soldaduras en ángulo; sin embargo, este artículo se centrará en aquellos que se producen en las soldaduras en ángulo (soldaduras de filete). Los agrietamientos en frío típicos que pueden ocurrir en las soldaduras en ángulo se ilustran en la Fig. 1.

Fig. 1: Típicos agrietamientos en frío en las soldaduras de filete [1].

Los Agrietamientos en frío vienen en diversas variedades: los Agrietamientos en la punta del pie se inician en el pie de la soldadura con una discontinuidad dimensional donde se concentran las tensiones. Los Agrietamientos de raíz son causados por la tensión concentrada en la muesca de la esquina de una junta de filete. Un Agrietamiento de talón es un ejemplo de un agrietamiento de raíz. Los Desgarros laminares son agrietamientos de tipo terraza subterránea en el metal base con una orientación básica paralela a la superficie del forjado. Son causadas por las tensiones de tracción en la dirección “a través del espesor” del metal base debilitado por la presencia de pequeñas inclusiones no metálicas, dispersas, planas, y paralelas a la superficie del metal. Los Agrietamientos por debajo del cordón se pueden observar paralelos a la línea de fusión en la Zona Afectada por el Calor (HAZ) de un material de acero que cuenta con una alta templabilidad. Los Agrietamientos de Deformación son causados por la deformación plástica local concentrada en la punta del pie o en la raíz de soldaduras de pasada múltiple. Pueden ser Agrietamientos en la punta del pie o Agrietamientos de raíz. Por último, los Micro-agrietamientos en la HAZ y los Micro-agrietamientos del metal de soldadura son grietas microscópicas que pueden ocurrir en la soldadura en ángulo bajo una fuerte restricción.

Cómo se producen los agrietamientos en frío y cómo se pueden prevenir

Los agrietamientos en frío, típicamente los agrietamientos de raíz, pueden ocurrir bajo determinadas condiciones metalúrgicas y mecánicas asociadas a (1) la capacidad de endurecimiento de las soldaduras, (2) la cantidad de hidrógeno difusible presente en las soldaduras, (3) el grado de restricción de las juntas de soldadura, y (4 ) la velocidad de enfriamiento de las soldaduras. A medida que estos factores se incrementan, la soldadura se hace más susceptible al agrietamiento de raíz. La templabilidad se determina mediante la combinación de la composición química y la velocidad de enfriamiento de la soldadura. La cantidad de hidrógeno difusible varía de acuerdo al tipo de proceso de soldadura, el tipo de metal de relleno, los contaminantes tales como la humedad y el aceite en la superficie de la ranura, y la velocidad de enfriamiento de la soldadura. Con una velocidad de enfriamiento más lenta, más cantidades de hidrógeno difusible pueden ser descargadas de la soldadura. El grado de restricción varía dependiendo del tipo de la estructura soldada: sin embargo, el grosor del componente estructural es el factor predominante: cuanto más grueso sea el componente, mayor será la restricción. La velocidad de enfriamiento varía dependiendo de la entrada de calor de soldadura, el espesor de la placa, y la temperatura de precalentamiento.

Con el fin de prevenir los agrietamientos de raíz, es necesario utilizar un metal base que cuente con un bajo nivel de templabilidad (buena capacidad de ser soldado), elegir un metal de relleno de bajo hidrógeno, y precalentar el metal base a una temperatura apropiada en consideración del tipo de metal base y de metal de relleno, así como del espesor del componente a soldar. Estas medidas también son algo comunes en contra de otros tipos de agrietamientos en frío nombrados en la Fig. 1. Además, para prevenir los desgarros laminares, el metal base debe tener una ductilidad “a través del espesor” suficiente, y su contenido de azufre debe ser bajo. Los Micro-agrietamientos en la HAZ y los Micro-agrietamientos del metal de soldadura se ven afectados también por el contenido de inclusiones no metálicas.

En contraste, se cree que los agrietamientos de deformación (los cuales pueden ser agrietamientos de raíz o de la punta del pie) no se ven afectados por el hidrógeno difusible, la temperatura, y la resistencia de la soldadura. Para evitar la deformación de los componentes, las juntas de soldadura deben ser lo suficientemente restringidas.

» Referencias «

[1] The Japan Welding Engineering Society. MAG/MIG Defectos de Soldadura y Medidas de Prevención. Sanpo Publications Inc.

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