5 consejos para soldar tubos de acero inoxidable

La resistencia a la corrosión del acero inoxidable lo convierte en una opción competitiva para muchas aplicaciones de tuberías importantes. Sin embargo, las malas operaciones de soldadura pueden reducir la resistencia a la corrosión de las tuberías de acero inoxidable. Seguir algunos consejos para soldar tuberías de acero inoxidable puede ayudar a mejorar los resultados y garantizar que el metal conserve su resistencia a la corrosión. A continuación, exploraremos en detalle 5 consejos para soldar tuberías de acero inoxidable.

Consejo 1: Elija un metal de relleno con bajo contenido de carbono

En la soldadura de tubos de acero inoxidable, la elección del metal de aportación es fundamental para controlar el contenido de carbono. El metal de aportación utilizado para soldar tubos de acero inoxidable debe mejorar el rendimiento de la soldadura y cumplir con los requisitos del servicio.

Busque metales de aportación con designación "L", como ER308L, ya que su contenido máximo de carbono más bajo ayuda a mantener la resistencia a la corrosión de las aleaciones de acero inoxidable con bajo contenido de carbono. Soldar materiales base bajos en carbono con metales de aportación estándar aumenta el contenido de carbono de la soldadura y, por tanto, aumenta el riesgo de corrosión. Evite los metales de aportación con designación "H", ya que ofrecen un mayor contenido de carbono y están diseñados para aplicaciones que requieren mayor resistencia a altas temperaturas.

Al soldar acero inoxidable, también es importante elegir un metal de aportación con bajo contenido de elementos traza (también conocidos como basura). Estos son elementos residuales de las materias primas utilizadas para fabricar metales de aportación e incluyen antimonio, arsénico, fósforo y azufre. Pueden afectar en gran medida la resistencia a la corrosión del material.

Consejo 2: preste atención a la preparación de la soldadura y al montaje adecuado

Dado que el acero inoxidable es muy sensible al aporte de calor, la preparación de las juntas y el ensamblaje adecuado desempeñan un papel clave en el control del calor para mantener las propiedades del material. Debido a los espacios entre las piezas o al ajuste desigual, el soplete tiene que permanecer en una posición por más tiempo y se necesita más metal de aportación para llenar esos espacios. Esto hace que se acumule calor en el área afectada, provocando que la pieza se sobrecaliente. Un ajuste deficiente también puede dificultar el cierre de espacios y lograr la penetración de soldadura necesaria. Asegúrese de que el ajuste de las piezas de acero inoxidable sea lo más perfecto posible.

La limpieza también es muy importante con este material. Incluso la más mínima cantidad de contaminación o suciedad en una soldadura puede causar defectos que reducen la resistencia a la corrosión del producto final. Para limpiar el sustrato antes de soldar, utilice un cepillo específico para acero inoxidable que no se utiliza en acero al carbono ni aluminio.

Consejo 3: Controle la sensibilización mediante la temperatura y el metal de aportación

En los aceros inoxidables, la sensibilización es la principal causa de pérdida de resistencia a la corrosión. Esto ocurre cuando la temperatura de soldadura y la velocidad de enfriamiento fluctúan demasiado, alterando la microestructura del material.

Esta soldadura de diámetro exterior en una tubería de acero inoxidable se soldó con GMAW y deposición de metal regulada (RMD), la pasada de raíz no se purgó hacia atrás y tenía la misma apariencia y calidad que una soldadura con purga hacia atrás usando una semejanza de soldadura por arco de gas (GTAW). .

Un componente clave de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es el óxido de cromo. Pero si el contenido de carbono en la soldadura es demasiado alto, se formará carburo de cromo. Estas sustancias se unen al cromo y previenen la formación del óxido de cromo necesario para hacer que el acero inoxidable sea resistente a la corrosión. Sin suficiente óxido de cromo, el material no tendrá las propiedades requeridas y se producirá corrosión.

La prevención de la sensibilización depende de la selección del metal de aportación y del aporte térmico controlado. Como se mencionó anteriormente, es importante seleccionar un metal de aportación con bajo contenido de carbono para la soldadura de acero inoxidable. Sin embargo, a veces se necesita carbono para proporcionar resistencia en determinadas aplicaciones. Controlar el calor es especialmente importante cuando los metales de aporte con bajo contenido de carbono no son una opción.

Minimice el tiempo que la soldadura y la zona afectada por el calor están expuestas a altas temperaturas, generalmente consideradas entre 950 y 1500 grados Fahrenheit (500 a 800 grados Celsius). Cuanto menos tiempo dure la soldadura en este rango, menos calor se generará. Siempre verifique y respete las temperaturas entre pasadas en el procedimiento de soldadura aplicado.

Otra opción es utilizar metales de aportación que contengan ingredientes de aleación como titanio y niobio para evitar la formación de carburos de cromo. Debido a que estos componentes también afectan la resistencia y la tenacidad, estos metales de aportación no se pueden utilizar en todas las aplicaciones.

Consejo 4: Comprenda cómo el gas protector afecta la resistencia a la corrosión

El paso de raíz mediante soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) es el método tradicional para soldar tuberías de acero inoxidable. Por lo general, esto requiere una purga inversa con argón para ayudar a prevenir la oxidación en la parte posterior de la soldadura. Sin embargo, para los tubos de acero inoxidable, el uso de procesos de soldadura con alambre es cada vez más común. En estas aplicaciones, es importante comprender cómo los distintos gases protectores afectan la resistencia a la corrosión del material.

Cuando se suelda acero inoxidable mediante el proceso de soldadura por arco metálico con gas (GMAW), tradicionalmente se utiliza una mezcla de argón y dióxido de carbono, argón y oxígeno, o una mezcla de tres gases (helio, argón y dióxido de carbono). Normalmente, estas mezclas contienen principalmente argón o helio y menos del 5% de dióxido de carbono, ya que el dióxido de carbono puede aportar carbono al baño de soldadura y aumentar el riesgo de sensibilización. No se recomienda argón puro para GMAW en acero inoxidable.

El alambre tubular para acero inoxidable está diseñado para funcionar con una mezcla convencional de 75 % de argón y 25 % de dióxido de carbono. El fundente contiene ingredientes diseñados para evitar que el carbón del gas protector contamine la soldadura.

Consejo 5 : considere diferentes procesos y formas de onda

A medida que los procesos GMAW evolucionaron, simplificaron la soldadura de tubos y tuberías de acero inoxidable. Si bien algunas aplicaciones aún pueden requerir el proceso GTAW, los procesos de alambre avanzados pueden proporcionar una calidad similar y una mayor productividad en muchas aplicaciones de acero inoxidable.

Las soldaduras ID de acero inoxidable realizadas con GMAW RMD son similares en calidad y apariencia a las soldaduras OD correspondientes.

El uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado, como la deposición regulada de metales (RMD) de Miller para el paso de raíz, puede eliminar la purga inversa en algunas aplicaciones de acero inoxidable austenítico. La pasada de raíz RMD puede ser seguida por pasadas de relleno y tapa de soldadura por arco con núcleo fundente o GMAW pulsado, un cambio que puede ahorrar tiempo y dinero en comparación con el uso de GTAW con retropurga, especialmente en tuberías más grandes.

El RMD utiliza transferencia de metal por cortocircuito controlada con precisión para producir un arco y un baño de soldadura tranquilos y estables. Esto reduce la posibilidad de que se produzcan solapamientos fríos o falta de fusión, reduce las salpicaduras y mejora la calidad del paso de la raíz de la tubería. La transferencia de metal controlada con precisión también proporciona una deposición uniforme de gotas y un control más sencillo del baño de soldadura, lo que facilita el control de la entrada de calor y la velocidad de soldadura.

Los procesos no convencionales pueden aumentar la productividad de la soldadura. Las velocidades de soldadura pueden ser de 6 a 12 pulgadas/min cuando se usa el RMD. Debido a que el proceso aumenta la productividad sin aplicar calor adicional a la pieza, ayuda a mantener el rendimiento y la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. El reducido aporte de calor del proceso también ayuda a controlar la deformación del sustrato.

Este proceso GMAW pulsado ofrece longitudes de arco más cortas, conos de arco más estrechos y menos entrada de calor que el suministro de pulsos de chorro convencional. Debido a que el proceso es de circuito cerrado, la deriva del arco y las variaciones en la distancia entre la punta y la pieza de trabajo prácticamente se eliminan. Esto proporciona un control más sencillo del baño de soldadura para soldaduras in situ y fuera de sitio. Finalmente, acoplar GMAW pulsado para las pasadas de relleno y tapa con RMD para la pasada de raíz permite que el proceso de soldadura se realice con un alambre y un gas, eliminando así el tiempo de cambio de proceso.