El mundo ama el acero inoxidable. Según cifras publicadas por el Foro Internacional del Acero Inoxidable (ISSF), más de 50 millones de toneladas métricas de acero inoxidable se produjo en 2018.
China fue el mayor productor de acero inoxidable durante el año anterior, seguido de Europa y Estados Unidos. EE. UU. produjo 2,8 millones de toneladas métricas de acero inoxidable en 2018. Sin embargo, esto equivalía solo al 2 % de la producción mundial de acero inoxidable.
Si bien EE. UU. está muy por detrás de China y Europa en términos del volumen de acero inoxidable producido en un año, el país valora mucho la producción de acero inoxidable de calidad. Esto se debe a que existe una demanda masiva de varias áreas de aplicación diferentes, incluidos bienes de consumo, edificación y construcción, industrias pesadas y más.
Los diferentes grados de acero inoxidable
Hay diferentes grados de acero inoxidable y los grados específicos se utilizan en industrias específicas para ciertas calidades. Por ejemplo, la industria de la construcción prefiere los grados 303, 304 y 316 debido a su superior resistencia a la corrosión. Por otro lado, es más probable que los fabricantes de bienes de consumo utilicen acero inoxidable de los grados 410 y 416 debido a su alta resistencia a la tracción. Aquí hay una guía de referencia completa sobre el diferentes grados de acero inoxidable y para qué son mejores.
Ahora, hay cinco formas diferentes de soldar acero inoxidable. El mejor método para soldar acero inoxidable puede depender del grado y tipo de acero inoxidable que desee producir. Sin embargo, esto no es una regla general. Aún así, haría bien en considerar los diferentes grados y tipos de acero inoxidable al elegir un método para soldar el material. Ya proporcionamos una guía de referencia sobre los diferentes grados de acero inoxidable. Ahora, discutiremos los diferentes tipos de acero inoxidable antes de pasar a los cinco métodos para soldar acero inoxidable.
Los diferentes tipos de acero inoxidable
Hay cinco tipos diferentes de acero inoxidable con diferentes calidades. Sin embargo, los cinco tipos se clasifican según su microestructura; esta es básicamente su composición y cómo se calientan y trabajan. La microestructura del acero inoxidable influye en gran medida en su resistencia, flexibilidad y otras propiedades químicas y físicas.
El acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable ferrítico y el acero inoxidable martensítico duro son los tres tipos más comunes de acero inoxidable. Sin embargo, los otros dos tipos: acero inoxidable dúplex y acero inoxidable endurecido por precipitación, también tienen una amplia aplicación. A continuación se presenta una breve discusión sobre cada uno de los cinco tipos diferentes de acero inoxidable.
Acero inoxidable austenitico
Las aplicaciones comunes de este tipo de acero inoxidable son la fabricación y el mecanizado. En cuanto a características, este tipo de acero inoxidable no necesita ningún precalentamiento y tiene las siguientes propiedades:
- Gran fuerza y resistencia a través de una amplia gama de temperaturas
- Alta resistencia a la oxidación
- Alta resistencia a la corrosión
Este tipo de acero inoxidable tiene una temperatura máxima entre pasadas de 800 °F; esto lo hace propenso a romperse debido a los materiales de bajo punto de fusión. En áreas afectadas por el calor, la soldadura del acero inoxidable puede volverse sensible y desarrollar corrosión.
Acero inoxidable martensítico
Este tipo de acero inoxidable tiene aplicaciones de alto desgaste, como materiales resistentes al agua, revestimiento duro y rollos de acero de reincorporación en molinos de colada continua. Este tipo de acero inoxidable requiere precalentamiento; también necesita un enfriamiento lento después de ser soldado. A medida que se calienta, el acero inoxidable martensítico gana fuerza. Este tipo de acero inoxidable tiene una temperatura máxima entre pasadas entre 400 y 600 °F. Mientras se enfría, el acero inoxidable martensítico puede volverse duro y frágil.
Acero inoxidable ferrítico
Este tipo de acero inoxidable se utiliza en productos de consumo; un ejemplo de esto son las piezas de automóviles. Por lo general, este tipo de acero inoxidable se suelda en una sola pasada y su espesor es de menos de 0,25 pulgadas. El acero inoxidable ferrítico requiere precalentamiento solo cuando hay altos niveles de carbono. Este tipo de acero inoxidable tiene una temperatura máxima entre pasadas de 300 °F. Si la temperatura excede esto, esto causará pérdida de resistencia y crecimiento de grano en el acero inoxidable ferrítico.
Acero inoxidable dúplex
Las aplicaciones comunes de este tipo de acero inoxidable son las industrias aeroespacial y de procesos. Las microestructuras de ferrita y austenita se combinan para formar acero inoxidable dúplex; esto asegura una mayor fuerza y resistencia a la corrosión que el acero inoxidable de ferrita o austenita. Para mantener el equilibrio de austenita y ferrita, se debe utilizar una baja temperatura entre pasadas y un alto aporte de calor para soldar el acero inoxidable dúplex.
Acero inoxidable endurecido por precipitación
Al igual que el acero inoxidable dúplex, este tipo de acero inoxidable se utiliza en aplicaciones de alto rendimiento, como las industrias aeroespacial y de procesos. Elementos como el niobio pueden aumentar la resistencia del material e impulsar la rentabilidad con el acero inoxidable endurecido por precipitación. Las propiedades de los aceros inoxidables austeníticos y martensíticos se combinan para formar el acero inoxidable de endurecimiento por precipitación. Este tipo de acero inoxidable se endurece utilizando diferentes métodos para calentar y enfriar el material.
Estos son los cinco tipos diferentes de acero inoxidable que se producen en la actualidad. Cada tipo varía en términos de aplicaciones, características y temperatura máxima entre pasadas. Ahora que conoce los diferentes tipos de acero inoxidable, analicemos los diferentes métodos utilizados para soldar acero inoxidable.
Los diferentes métodos para soldar acero inoxidable
Muchas personas hoy en día están interesadas en saber cómo soldar acero inoxidable; algunas de estas personas tienen algún uso del material, mientras que otras simplemente quieren aumentar sus conocimientos sobre el acero inoxidable. Independientemente de la categoría en la que se encuentre, encontrará extremadamente útil la información sobre cómo soldar acero inoxidable que se proporciona aquí.
Como se mencionó anteriormente, existen cinco métodos diferentes para soldar acero inoxidable. Independientemente del método que elija, el acero inoxidable que suelde debe estar impecable. Algunas cosas que puede hacer para asegurarse de esto son usar herramientas y cepillos diseñados específicamente para acero inoxidable y que no se usaron previamente en acero galvanizado; esto le permitirá evitar la contaminación con zinc.
Otra cosa que puede hacer para garantizar la calidad de la soldadura de acero inoxidable es eliminar la humedad y los contaminantes como jabón, adhesivo, grasa, pinturas o aceite del material. Sin embargo, lo más importante es que elija el método correcto para soldar acero inoxidable según su aplicación y el tipo y grado de acero inoxidable que desea. Los siguientes son los cinco tipos diferentes de métodos para soldar acero inoxidable.
Soldadura por arco de metal blindado
Una opción popular para trabajos de reparación y mantenimiento, la soldadura por arco de metal blindado (SMAW) implica el uso de equipos simples y portátiles; con este método se pueden soldar uniones que van desde 0,05 a varias pulgadas de grosor.
También conocida como soldadura con varilla, la soldadura por arco de metal protegido es famosa por producir salpicaduras considerables y ser menos productiva que otros métodos; el tiempo y el costo asociados con la limpieza luego del uso de este método pueden ser significativos. Por otro lado, el método de soldadura es una buena manera de comenzar para los fabricantes que no tienen experiencia previa en la soldadura de acero inoxidable.
El método no implica ningún gas de protección. Por lo tanto, todo lo que se necesita para soldar acero inoxidable con este método es un electrodo de acero inoxidable y una fuente de alimentación relevante para el método SMAW. El costo de los electrodos utilizados en SMAW está en el rango medio; es menos un poco más que los alambres sólidos pero menos que los alambres de soldadura por arco con núcleo metálico y con núcleo fundente.
Puede comprar los electrodos para SMAW en pequeñas cantidades para administrar los costos según el tamaño del trabajo. Aunque tiene bajas tasas de deposición, la lata SMAW es generalmente rentable. Puede determinar si los bajos costos de los electrodos del método lo hacen rentable al considerar la eliminación de escoria y la pérdida de trozo del proceso de soldadura por arco de metal protegido.
Una buena elección de electrodo para este método sería un electrodo SMAW 309 o 312; son especialmente útiles en aplicaciones de reparación y mantenimiento. Estos métodos SMAW de acero inoxidable con mayor resistencia y resistencia al agrietamiento. Además, puede unir acero inoxidable que ya está en uso.
Soldadura de arco sumergido
Generalmente, este método para soldar acero inoxidable se utiliza para soldar piezas con un espesor superior a 0,5 pulgadas. La soldadura por arco sumergido (SAW) es el método de acero inoxidable preferido por la mayoría de los fabricantes para soldar acero al carbono. El uso de este método ofrece muchos beneficios, como una mayor productividad y niveles extremadamente bajos de salpicaduras; esto ayuda a ahorrar tiempo y dinero.
Este método para soldar acero inoxidable puede aplicarse a la mayoría de los aceros inoxidables austeníticos; sin embargo, el calor puede hacer que el acero inoxidable austenítico se agriete si se suelda con el método SAW, pero no hay ferrita presente en el metal de soldadura. Los materiales con mayor espesor y grandes aplicaciones, como tanques de almacenamiento de gas o líquidos, son lugares ideales para el uso del método SAW.
Una de las mejores cosas de este método es que puede ser realizado por operadores menos calificados. Sin embargo, es importante elegir el flujo correcto. Para evitar agregar una aleación que pueda alterar potencialmente la química de la soldadura completa, debe usar un fundente neutro o sin aleación. Además, debe realizar un seguimiento de las condiciones de soldadura; hacer esto le permitirá controlar el contenido de ferrita y la composición del depósito.
La soldadura por arco metálico con gas
Ideal para un gran número de soldaduras o para uniones largas en materiales gruesos, el método de soldadura por arco metálico con gas (GMAW) puede unir dos piezas de acero inoxidable con fuerza cuando se realiza correctamente. Un método de soldadura que involucra un electrodo de alambre sólido y un gas de protección rico en argón, GMAW tiene tasas de deposición rápidas y no requiere que elimine la escoria entre pasadas.
El equipo utilizado en GMAW lo convierte en un método de soldadura costoso. Sin embargo, la buena apariencia de las perlas y la eficiencia que ofrece este método hacen que el precio valga la pena. Hoy en día, el método de soldadura por arco metálico con gas es cada vez más popular entre los fabricantes; una de las principales razones de esto es que el método permite a los soldadores utilizar un suministro de corriente pulsada. ¿Cómo es esto útil? facilita los proyectos complejos de acero inoxidable que requieren soldar puntos difíciles de alcanzar.
En el método GMAW, a menudo se utilizan mezclas de gases para proporcionar estabilidad al arco y mejorar la calidad de la soldadura. Hoy en día, el método GMAW puede ser utilizado por los fabricantes menos calificados para soldar acero inoxidable gracias al metal de aporte y los avances en el equipo.
Los requisitos de habilidades del operador para GMAW son moderados y el equipo involucrado en el método no es demasiado complicado. Hay muchos fabricantes que usan solo un alambre sólido cuando sueldan con este método; el gas de protección rico en argón es un gasto opcional y adicional. Sin embargo, se recomienda el uso de este gas de protección, ya que se sabe que reduce significativamente las salpicaduras.
Soldadura por arco con núcleo fundente
Comparado con el método GMAW, el método de soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW) es generalmente más productivo. Sin embargo, puede producir salpicaduras y escoria que pueden aumentar el tiempo y el dinero involucrados en la limpieza.
Otra razón por la que desearía evitar este método es que la fabricación de los elementos de aleación de su fundente puede resultar bastante costosa; este es el costo por libra de metales de aporte inoxidables que es mayor con FCAW que con cualquier otro método de soldadura. Además, un gas de protección común para los cables que intervienen en el método es el dióxido de carbono; esto puede agregar carbón al metal de soldadura. ¿Cuál es el resultado de esto? Reducción de la resistencia a la corrosión en el acero inoxidable que se suelda.
La buena noticia es que hay varios cables que se pueden usar en FCAW que requieren mezclas de gases de protección comunes, como CO2 al 100 % y argón. Por lo general, deberá invertir en varios sistemas de suministro o tipo de gas si es nuevo en la soldadura de acero inoxidable.
En el lado positivo de las cosas, el método de soldadura por arco con núcleo de metal proporciona velocidades de desplazamiento rápidas que no ejercen demasiado calor sobre la soldadura; esto es independiente de si usa los métodos de rociado estándar o pulsado. Esto ayuda a prevenir la distorsión y la deformación cuando se suelda acero inoxidable.
En comparación con otros métodos, la soldadura con núcleo fundente produce menos salpicaduras; sin embargo, el precio por libra del metal de aporte debe preocuparle. Idealmente, debe comparar los costos iniciales con la posible reducción en la limpieza y el reproceso, así como las ganancias en productividad antes de elegir usar el método FCAW y el metal de aporte asociado con él.
Soldadura por arco de tungsteno con gas
Generalmente utilizado para soldar acero inoxidable con un espesor de hasta 0,25 pulgadas, el método de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) une aceros inoxidables tradicionales y PH.
Un método de soldadura que produce salpicaduras mínimas, GTAW puede garantizar un buen trabajo de soldadura si elige el material de relleno correcto y controla la temperatura del acero que se está soldando. Además, el método tendrá un costo moderado por libra si usa varilla o alambre de relleno. Sin embargo, el método generalmente implica un equipo complejo y requiere un alto nivel de habilidad de fabricación.
Uno de los métodos más utilizados para soldar acero inoxidable, el método de soldadura por arco de tungsteno con gas garantiza un acero inoxidable versátil, duradero y de alta calidad. GTAW es un excelente método de soldadura para acero inoxidable si la apariencia y la estética del cordón son lo más importante para usted. Sin embargo, no es la mejor opción en términos de productividad.
Por lo general, el gas de protección 100 por ciento argón se usa en acero inoxidable mediante el método GTAW. A menudo, un tanque de argón secundario se mantiene en reserva para una purga inversa entre pases. Dado que crea una entrada de calor baja, el método GTAW es ideal para materiales delgados. Además, el método de soldadura produce una soldadura precisa y limpia; Estas razones estéticas explican por qué algunos fabricantes prefieren GTAW a otros métodos para soldar acero inoxidable.
Dependiendo de las necesidades específicas del proyecto, el gas argón utilizado en GTAW a menudo se mezcla con otros gases como nitrógeno, hidrógeno y helio. Además, a menudo se utiliza un proceso de soldadura de un solo lado para proporcionar a las soldaduras interiores y exteriores protección con gas de respaldo inerte para evitar la oxidación y aumentar la resistencia a la corrosión.
Ahí lo tiene: los cinco métodos diferentes para soldar acero inoxidable. Ahora que conoce los diferentes tipos y grados de acero inoxidable, así como los métodos para soldarlos, puede ponerse manos a la obra y comenzar a soldar acero inoxidable.
¿Qué método de soldadura es el mejor?
Entonces, sabe cómo soldar acero inoxidable, pero ¿cómo elige un método para soldar? ¿Cuál es la mejor opción para soldar acero inoxidable? Bueno, esto dependerá de las cualidades que estés buscando. Por ejemplo, si busca mantener los costos bajos, entonces la soldadura por arco sumergido (SAW) puede ser una buena opción. Por otro lado, si está trabajando en un material delgado, entonces la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) sería una buena opción.
Para aumentar la productividad, puede optar por el método de soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW). La buena apariencia del cordón y la eficiencia que ofrece la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) son dos razones para elegir este método. Por último, la soldadura por arco de metal protegido (SMAW) es ideal para personas sin experiencia previa en soldadura de acero inoxidable o que necesitan realizar trabajos de reparación o mantenimiento en acero inoxidable.