Una de las cosas más importantes que debe tener en cuenta al soldar es si el metal que está utilizando se debilitará al unirlo con otro metal.
Entonces, ¿la soldadura debilita el acero? La soldadura puede debilitar el acero, particularmente en la zona afectada por el calor (o ZAT) cuando se suelda a altas temperaturas. El debilitamiento con la soldadura es más común con el acero laminado en frío.
Hay tres métodos principales que se utilizan para unir diferentes metales:
Cada técnica se utiliza para unir objetos metálicos. También pueden ser una forma de rellenar huecos en las piezas metálicas. Cuando se usa soldadura, los dos metales tienen que ser similares. No puede soldar cobre con acero, por ejemplo. Aquí veremos algunos datos sobre si la soldadura debilita el acero.
¿Cómo se aplica la soldadura al unir dos piezas de metal?
Este proceso requiere el uso de altas temperaturas, que derretirán las partes metálicas para permitir que se unan. Por lo general, se utilizará un metal de aporte junto con él. Cuando el proceso se realiza como debe ser, el producto final será tan fuerte como el otro metal. Un soldador sin experiencia podría usar muy poco calor, y esto puede alterar las propiedades del metal y hacer que se debilite.
Se pueden aplicar diferentes tipos de soldadura, como haz de electrones, MIG, que es un gas de metal inerte, agitación por fricción y láser. Otra forma de soldar se puede utilizar para separar dos grandes estructuras de metal mediante el uso de altas temperaturas para cortarlas. Uno de los factores más críticos en este proceso y si debilita el acero es el uso correcto o incorrecto del calor.
Efectos de soldadura y técnicas de endurecimiento
La única área de acero que puede verse afectada positiva o negativamente por la soldadura se conoce como zona afectada por el calor o ZAT. Esta es la única parte del metal que tendrá algún impacto, suponiendo que se use el metal correcto como relleno. El metal de aporte no experimentará ninguna recristalización y, por lo tanto, seguirá siendo tan fuerte como el metal primario. Es debido a estos factores que la única área probable de falla estará en esa zona afectada por el calor.
Esto sucede comúnmente con el acero laminado en frío. Si alguien está trabajando con ese material, entonces el diseño de las juntas es fundamental y será necesario tener en cuenta el nivel de estrés que experimentará la pieza cuando esté en servicio. Al soldar, siempre es esencial recordar que cuanto mayor sea el calor utilizado, más rápido se debilitará el metal. En algunos casos, es posible que la soldadura posterior con el tratamiento térmico adecuado pueda corregir un error.
¿Cuáles son los beneficios del tratamiento térmico para prevenir el acero debilitado?
El uso de técnicas posteriores a la soldadura y el tratamiento térmico es una forma efectiva de fortalecer la unión soldada. Esto se logra porque templa la bainita que se puede formar en la zona afectada por el calor. Esto aliviará las áreas que de otro modo se agrietarían con el tiempo a medida que se le aplica tensión.
El uso del tratamiento térmico, cuando se hace correctamente, puede cambiar el tamaño del grano, la tenacidad, la dureza y la resistencia a la tracción. Puede mejorar la elasticidad, aliviar el estrés y mejorar las cualidades eléctricas y magnéticas.
Es necesario comprender cómo realizar correctamente el tratamiento térmico para obtener el mayor beneficio. Es más que una simple cuestión de usar una antorcha en acero y luego dejar que el material se enfríe. Los factores que deben comprenderse e implementarse correctamente incluyen la temperatura del calor utilizado, el tiempo de aplicación y la velocidad de enfriamiento. También será necesario comprender los materiales circundantes utilizados y cómo influirán en la eficacia general.
Es importante entender que hay más de una forma de hacerlo. Algunos ejemplos incluyen calentamiento por inducción, baño de metal fundido o sal calentada eléctricamente, sopletes de combustible-aire u oxicombustible y gas natural. Algunos de los métodos de enfriamiento controlado pueden consistir en un ventilador o enfriamiento por agua, enfriar el metal en arena, usar aire quieto e incluso enfriar el horno. Controlar el proceso de calentamiento y enfriamiento es fundamental para obtener el resultado deseado.
Estos factores jugarán el papel más importante para determinar si la soldadura debilitará o fortalecerá el acero. Si se calienta o se enfría demasiado lento o demasiado rápido oa una temperatura demasiado alta, entonces no se logra el resultado deseado. Cuando el acero se satura completamente con calor y luego se enfría lentamente, permite que el metal se mecanice fácilmente.
¿Qué es normalizar?
Así se denomina el proceso cuando lo que se quiere realizar es preparar el acero para recibir futuros tratamientos térmicos. De hecho, ayuda a reestructurar los aspectos internos del metal, por lo que ayuda a reducir el impacto de las tensiones internas. Este proceso puede ablandar ligeramente el metal, pero en última instancia evita que se ablande tanto como lo haría sin el proceso.
Cuando se utilizan métodos térmicos, calentará el área que probablemente experimente estrés. Luego lo enfriará lentamente, por lo que cambia el metal para aliviar los factores estresantes que se le imponen. Al realizar este proceso para el acero, se suele utilizar una temperatura de alrededor de 1100 grados Fahrenheit. A veces, la temperatura puede ser tan alta como 1150 Fahrenheit. Los expertos han descubierto que las temperaturas pueden reducir el daño causado por el estrés hasta en un 80 %.
Aceros con bajo contenido de carbono y el uso de soldadura por arco metálico con gas
Este método es algo que se ha utilizado en varias industrias, pero sobre todo en la industria automotriz. La industria utiliza la técnica con carrocerías y chasis de vehículos. Es algo que se ha usado durante décadas y más actualmente, es algo que se usa en la soldadura robótica de juntas de acero. Se han realizado varios estudios para comprender el efecto de la soldadura en metales como el acero.
Algunos de estos estudios se han realizado al unir las articulaciones robóticas. Lo principal en lo que se centran estos estudios es el efecto del calor, el voltaje y la corriente y los resultados que produce. Algunos estudios han analizado la influencia que tiene la atmósfera cuando se usa soldadura por arco metálico en acero al carbono.
Dentro de esta industria, las placas de acero de 25 mm de espesor eran de gran importancia y por lo tanto, lo que se investigó. Los estudios querían ver qué se podía hacer para reducir los defectos en las áreas soldadas. Se encontró que cuando aumentaba el voltaje del arco, la dureza del metal disminuía. Esto es similar a otros métodos de soldadura donde el calor más alto resultó en un metal más blando.
Algunos estudios sugirieron que aumentar la velocidad de soldadura con este método podría traer mejoras al metal soldado. Cuando el voltaje del arco aumenta o la velocidad de soldadura disminuye, la entrada de calor general aumenta. Esto a veces conduce a un acero debilitado. Estos factores pueden reducir la dureza y la resistencia del metal soldado. También puede aumentar la posibilidad de defectos dentro del metal. Esto simplemente significa que cuando se aumenta la velocidad de soldadura, la entrada de calor disminuirá y esto reduce la probabilidad de que se formen errores.
Efectos de soldadura de acero de baja aleación de alta resistencia
HSLA es un tipo de acero bien adaptado para ser soldado. La forma más común de trabajar con este acero es la soldadura por fusión. El uso de este método de soldadura a veces debilita este acero. El uso de una técnica conocida como soldadura por fricción y agitación es una forma de evitar los problemas de distorsión y tensión residual que, de lo contrario, pueden ocurrir con este acero.
El acero de baja aleación y alta resistencia se fabricó para reemplazar el acero con bajo contenido de carbono principalmente en la industria automotriz. Esto se hizo para reducir el peso y aumentar la resistencia general del metal. Este acero puede formar un área soldada más endurecida en la zona afectada por el calor que su predecesor. Este acero de nuevo desarrollo tiene mayor resistencia y soldabilidad. Y al ser utilizado en la industria automotriz, también se considera indispensable en la fabricación de grandes barcos y plataformas petroleras en alta mar.
Este tipo de acero y las técnicas de soldadura utilizadas se consideran imprescindibles principalmente cuando se utilizan en automóviles, cruceros e incluso buques de guerra militares. Se utiliza para estas industrias debido a su dureza extrema y alta resistencia. Se ha encontrado que la soldadura por fusión funciona mejor para eliminar cualquier posibilidad de debilidad estructural.
preguntas relacionadas
¿Por qué se rompen las soldaduras?
Las soldaduras se rompen debido a la tensión acumulada que se acumula cuando un metal calentado se enfría rápidamente. La fractura es un defecto típico que surge dentro de las uniones soldadas y es un tipo de alivio de la tensión que ocurre al calentar la soldadura nuevamente, a una temperatura más baja, y luego dejar que se enfríe naturalmente.
¿Cuál es el efecto de la soldadura en el límite elástico?
Al soldar, los picos en el voltaje del arco y la corriente de soldadura pueden causar un mayor nivel de solidez y una menor durabilidad del rendimiento. También puede afectar la durabilidad dúctil y la tenacidad al impacto. Al aumentar la velocidad de soldadura, es posible que observe un aumento en la dureza de las soldaduras.