El acero para herramientas tiene un bajo contenido de carbono y se puede soldar con métodos convencionales. Es importante utilizar herramientas especialmente diseñadas para acero para herramientas debido a sus propiedades de alta resistencia a la tracción, dureza y resistencia al desgaste. Los aceros para herramientas se utilizan a menudo en automóviles y otros proyectos industriales.
Siga leyendo para descubrir diez de los consejos más importantes para soldar acero para herramientas. Discutiremos algunas de las propiedades para soldar y reparar acero para herramientas y para qué se usa típicamente el acero para herramientas. Además, discutiremos algunos de los diferentes tipos de acero para herramientas y cómo soldarlos correctamente.
¿Necesito precalentar el acero para herramientas antes de soldarlo?
El precalentamiento del acero para herramientas se realiza con un soplete de acetileno u otra fuente de alta temperatura y se calienta el metal soldado con esa llama. Cuando el área soldada se ponga al rojo vivo (alrededor de 400 grados Fahrenheit), apague la antorcha y continúe soldando.
El acero para herramientas debe precalentarse antes de soldar. No se puede soldar a temperatura ambiente. Para soldar con éxito, se requiere más calor. Para soldar acero endurecido, debe recalentarse y mantenerse a una temperatura cercana al nivel de revenido.
El soldador debe tener equipo de seguridad para no quemarse mientras trabaja cerca de cualquier fuego. Siempre se deben usar gafas de seguridad cuando se esté cerca de algún objeto caliente porque protegen contra objetos voladores que pueden venir desde una dirección en cualquier momento sin previo aviso.
¿En qué se diferencia el acero para herramientas de otros tipos de acero?
Los aceros para herramientas vienen en diferentes grados según su dureza y otras propiedades. Estos grados hacen que el acero para herramientas sea diferente a muchos otros tipos de acero. Debido a esto, deben manejarse y soldarse de manera muy diferente. Algunos de los tipos de acero más conocidos son:
- O (acero para herramientas)
- HSS (acero rápido)
- W (endurecimiento del agua)
- TCT (acero para herramientas de carburo de tungsteno).
Los aceros para herramientas son diferentes de otros tipos de acero porque están especialmente formulados y endurecidos como herramientas tales como taladros, troqueles y bordes cortantes. Su dureza hace que sea difícil de moldear por maquinado pero más fácil que otros cuando se usa a temperaturas más altas sin desarrollar fragilidad.
La soldabilidad varía con el grado. Los soldadores deben saber cómo se suelda cada tipo de acero. Por ejemplo, una aleación templada con agua o aceite, como la W, puede que solo necesite un precalentamiento antes de soldar, mientras que una aleación enfriada con aire, como el HSS, requerirá un poscalentamiento después de la soldadura.
¿Cuál es el proceso de soldadura del acero para herramientas?
Para soldar acero, debe precalentarse a una temperatura específica antes de soldar. El calor correcto dependerá del tipo de cable que esté usando (por ejemplo, si está usando un soplete de arco en lugar de blindado), pero nunca debe exceder el color original puesto en la herramienta. Es preferible precalentar en un horno, pero no siempre es posible sin las herramientas adecuadas.
El proceso de soldadura de acero para herramientas implica el uso de una varilla de acero inoxidable para áreas no críticas y el precalentamiento a la temperatura de templado original de sus herramientas. Las herramientas de recocido entran en el horno una vez precalentadas. Post calor a 50 grados Fahrenheit por debajo de su nivel de templado original.
Las herramientas recocidas también deben volver a recocerse mediante endurecimiento y revenido para hacerlas más duraderas y reducir el gradiente de dureza en su superficie debido a los ciclos de calentamiento, enfriamiento y trabajo durante el mecanizado.
El principio de precalentar su área de soldadura es vital porque, sin estos pasos de precaución, podrían formarse grietas en la soldadura a medida que las tensiones térmicas mueven el metal más allá de su punto de fusión. Las condiciones locales pueden variar estas instrucciones, pero existen pautas generales que deben seguirse.
¿Cuál es la profundidad de bisel correcta para el acero para herramientas?
Al soldar, prepare las piezas a soldar cortando un ángulo de 45 grados en todas las áreas que estarán en contacto entre sí. Por ejemplo, si las piezas tienen una forma triangular, debe cortar biseles de 3 a 45 grados para que se toquen en las esquinas cuando se unan.
La profundidad de bisel correcta para el acero para herramientas es tener un tercio del espesor total como profundidad cuando se suelda acero para herramientas. Esto asegura que tenga suficientes soldaduras en ambos lados para alinearlos entre sí.
El ancho del bisel tiene un papel crucial en el proceso de soldadura. Sin suficiente de esta superficie, es posible que tenga problemas para obtener una buena soldadura y mantenerla estable mientras aplica presión para mantener la soldadura. Asegúrese de usar la profundidad y el ángulo correctos para mantener sus soldaduras lo más resistentes y duraderas posible.
¿Debo postcalentar el acero para herramientas después de soldar?
Después de soldar el acero para herramientas, el metal debe colocarse en un horno para recocerse. El poscalentamiento es el proceso de calentar la soldadura a una temperatura entre 850 y 1150 grados Fahrenheit. El poscalentamiento también se conoce como “tratamiento térmico”.
Cuando se suelda con acero duro para herramientas, primero debe dejarse enfriar hasta 700°C y luego calentarse posteriormente. La duración del post-calentamiento debe ser específica a la sección transversal del metal soldado.
Cuando se requiere maquinado pesado o esmerilado para eliminar el exceso de metal de soldadura, la matriz debe calentarse nuevamente para aliviar las tensiones creadas por el maquinado, etc. Cuando el acero para herramientas ha alcanzado un rango óptimo de templado posterior a la soldadura (generalmente 900 °F) , debe calentarse a no más de 1275 °F porque más que eso cambiaría sus propiedades de resistencia.
Este proceso refuerza las soldaduras aliviando las tensiones mecánicas en el metal, eliminando las tensiones residuales de los ciclos térmicos de soldadura, estabilizando la estructura granular del área soldada para una mejor resistencia a la corrosión y mejorando las características de maquinabilidad.
¿Puedo reparar acero para herramientas?
Las soldaduras de acero para herramientas deben esmerilarse hasta que queden lisas, y luego el área soldada debe precalentarse a 500 °F antes de que ocurra la soldadura. Una vez soldada, la matriz debe calentarse nuevamente para aliviar las tensiones del mecanizado, etc.
Los aceros para herramientas y troqueles se desgastarán o se dañarán inesperadamente durante el servicio, pero se pueden reparar con soldadura. Esto es estructuralmente sólido y económico porque proporciona un alivio rápido para los componentes del punzón y la matriz propensos a sufrir daños.
Después de una reparación, los troqueles generalmente se enfrían en agua durante una hora o hasta que alcanzan la temperatura ambiente, según la opción que elija el fabricante del material que se está tratando térmicamente. Este proceso refuerza las soldaduras al:
- Aliviar las tensiones mecánicas en el metal
- Eliminación de la tensión residual de la soldadura y el tratamiento térmico
Ayuda a que las soldaduras se solidifiquen.
Las reparaciones de soldadura deben realizarse lo antes posible para aprovechar el efecto de templado que tienen sobre el acero para herramientas. No se recomienda que los soldadores realicen reparaciones de soldadura en aceros endurecibles donde a la soldadura le seguirá un enfriamiento rápido u otros tratamientos.
Se sabe que estos causan fragilización, lo que provoca graves grietas bajo tensión (no solo en la soldadura). En los componentes de troqueles y punzones para trabajo en frío, estas grietas podrían inutilizarlos.
¿Qué varilla de soldadura utilizo para el acero para herramientas?
La soldabilidad del acero para herramientas se ha mejorado en los últimos años con varillas y técnicas de soldadura apropiadas. Aún así, esas soldaduras no son tan fuertes como deberían ser debido a una cantidad excesiva de hidrógeno presente al soldar a temperaturas más altas de lo necesario.
Para soldar metales gruesos, como el acero estructural, los soldadores suelen utilizar varillas de soldadura de reparación de soldadura E7018. Estos electrodos también pueden producir soldaduras fuertes con propiedades de alto impacto, incluso en climas fríos, y funcionan en acero al carbono, metales base con alto contenido de carbono, baja aleación o alta resistencia.
Puede usar dos varillas de soldadura de reparación de soldadura para acero para herramientas: un tipo de bajo contenido de carbono o alto contenido de carbono.
- Una varilla de soldadura baja en carbono es mejor que ninguna soldadura. Aún así, no funcionará tan bien en aceros aleados duros porque, como el aluminio, el metal de soldadura y el metal base tienden a reaccionar debido a su diferente composición.
- El mayor contenido de carbono de esta varilla de soldadura la hace más adecuada para reparar grietas que pueden ser causadas por soldadura de alivio de tensión con piezas templables como acero inoxidable o acero para herramientas cementado.
Solo para defectos superficiales menores, una soldadura de 360° sería suficiente sin afectar la tenacidad, siempre y cuando la pieza no se estrese nuevamente demasiado pronto después de calentarse.
¿Se puede soldar acero para herramientas O1?
Los aceros para herramientas más comunes son los grados de la serie O (ordinarios), seguidos por el grado D o “acero de alta velocidad”, que es más caro pero proporciona una mayor resistencia al desgaste para formar herramientas y troqueles. El acero de la serie O, como el acero O1, se puede soldar con la composición, el tratamiento térmico y el proceso de soldadura correctos.
El acero O1 es soldable, pero el proceso es complejo porque tiende a agrietarse. Al reparar acero O1 endurecido y revenido, debe precalentarse a la misma temperatura de revenido y soldarse a ese nivel.
O1 es un acero endurecido con aceite que se puede utilizar como acero para herramientas que no se contrae ni se deforma. Debido a las propiedades de este tipo de acero, debe soportar temperaturas inferiores a los 540 grados centígrados y ser templado a la dureza Rockwell C65.
Puede soldar acero para herramientas O1 siguiendo estos pasos:
- Retire el exceso de metal de soldadura
- El troquel debe volver a calentarse nuevamente para aliviar las tensiones creadas por los ciclos de mecanizado y calor.
- Cuando el acero para herramientas ha alcanzado un rango óptimo de templado posterior a la soldadura (generalmente 900 °F), no debe exceder los 1275 grados Fahrenheit para que sus propiedades de resistencia permanezcan altas.
Este proceso refuerza las soldaduras aliviando la tensión mecánica en el metal, eliminando la tensión de soldadura residual de los ciclos térmicos y mejorando las características de maquinabilidad. Estos procesos deben seguirse siempre que la soldadura de acero para herramientas garantice una soldadura sólida y un producto final resistente.
¿Para qué se utiliza el acero para herramientas O1?
El acero para herramientas tipo O es una aleación soldable con alto contenido de carbono que ofrece buena tenacidad a temperaturas elevadas y soldabilidad. El acero para herramientas O1 tiene muchos usos, incluidos algunos que puede encontrar en su propia casa.
El acero para herramientas O1 se puede utilizar para herramientas de corte en la industria y cuchillos y otras cuchillas destinadas a soportar el calor porque tiene una excelente combinación de propiedades de resistencia.
Los aceros para herramientas son costosos debido al trabajo requerido para el refinamiento. Deben pasar por varios pasos antes de que los fabricantes los consideren listos para su uso. El proceso más notable es la carburación, que requiere calentar el carbón hasta 1500 grados Fahrenheit hasta que se vuelve líquido y luego inyectarlo en barras.
Otras aplicaciones de acero para herramientas:
- Herramientas de corte (hachas)
- Brocas de perforación
- Moldes para cigüeñales
- Partes automotrices (frenos)
El acabado del acero para herramientas se clasifica como “rectificado” o “fresado”. Los aceros rectificados suelen ser muy gruesos y pueden tener líneas de soldadura que deben eliminarse, mientras que los acabados fresados tienen una apariencia suave y limpia porque, en cambio, se cortan con una máquina.
¿Qué es la composición del acero para herramientas O1?
O1 Tool Steel es una aleación de acero con alto contenido de carbono que proporciona un corte excelente y otras aplicaciones de mecanizado. La composición del acero para herramientas O1 es diferente de muchos otros tipos de acero, pero le da una ventaja única.
La composición del acero para herramientas O1 ofrece un alto contenido de carbono, lo que aumenta su dureza y resistencia al desgaste al tiempo que mejora la aplicabilidad. Los niveles de manganeso de O1 mejoran el endurecimiento, la estabilidad y la precisión dimensional.
La composición del acero tipo “O” también contiene más manganeso que otros tipos de acero, lo que produce una mayor dureza. Esta es la razón por la cual el acero para herramientas se usa para herramientas de alto impacto como brocas y algunos juegos de cuchillos.
El acero para herramientas O1 también contiene:
- Silicio
- Fósforo
- Azufre
- Niobio
- Titanio
- Cobre
El acero “O” es un acero para herramientas con alto contenido de carbono hecho de las mejores calidades de muchas placas de acero diferentes que se combinan en una proporción particular para producir una aleación con propiedades deseables al menos iguales a las que fue diseñado o destinado a reemplazar.
Conclusión
El acero para herramientas es una aleación de metal de alta gama con muchas propiedades que lo convierten en una excelente opción para el mecanizado. Puede soldarse con métodos convencionales, pero se requieren herramientas especiales cuando se trabaja con aceros para herramientas debido a su tenacidad y dureza. Estos metales se utilizan a menudo en aplicaciones automotrices o aeroespaciales debido a su resistencia con pesos tan bajos.
Tienen un bajo contenido de carbono que los hace más fáciles de soldar con métodos convencionales. Las propiedades de alta resistencia a la tracción y resistencia al desgaste de estas aleaciones hacen que sea esencial que las herramientas estén diseñadas específicamente para este tipo de material. De lo contrario, su proyecto no obtendrá buenos resultados debido a la generación excesiva de calor al cortar el control de virutas de metal durante las técnicas de soldadura.
Fuentes
https://www.uddeholm.com/files/TB_welding-english.pdf