Detalles de soldadura de tuberías de acero inoxidable

El acero inoxidable se puede clasificar en cuatro tipos según su estructura metalográfica a temperatura ambiente: acero inoxidable austenítico, martensítico, ferrítico y dúplex.

Cuando el acero bajo en carbono se calienta a 1550 ° F, su estructura se transforma de ferrita a austenita. Al enfriarse, se vuelve a ferrita. La austenita no es magnética y tiene menor resistencia pero mayor resistencia a la ferrita.

Si el contenido de cromo (Cr) excede el 16%, la estructura permanece ferrítica a través de todas las temperaturas; por lo tanto, se llama acero inoxidable ferrítico. Si Cr> 17% y Nickel (Ni)> 7%, la fase austenítica se conserva en un amplio rango de temperatura; esto se conoce como acero inoxidable austenítico.

Los aceros inoxidables austeníticos a menudo se denominan tipos de CR-ni, mientras que los aceros ferríticos y martensíticos se denominan tipos de CR. Este artículo presentará brevemente los detalles de soldadura de tuberías de acero inoxidable.

Union Steel Industry Co., Ltd es el fabricante profesional de tuberías de acero inoxidable, para más detalles, comuníquese con: sales@union-seels.com

Elementos de aleación y comportamiento de soldadura

Los aceros inoxidables y los metales de relleno contienen:

Elementos formadores de austenita: Ni, C, Mn, N

Elementos formadores de ferrita: CR, SI, MO, NB

Al ajustar el contenido de estos elementos, se pueden controlar los niveles de ferrita en las soldaduras.

Las tuberías de acero inoxidable austenítico son el tipo más soldado, que representan aproximadamente el 80% de todas las soldaduras de tubos de acero inoxidable. Son más fáciles de soldar y generalmente no requieren precalentamiento o tratamiento térmico posterior a la solilla.

Selección de consumibles de soldadura

El mismo metal base: use consumibles coincidentes (por ejemplo, 316 material base → 316 relleno).

Metales diferentes: Haga coincidir el relleno con el metal base más altamente aleado (por ejemplo, soldar 304 a 316 → Use el relleno 316).

Nota: No todas las calificaciones tienen varillas de soldadura a juego. Por ejemplo, 304 tuberías están soldadas con metales de relleno 308 o 308L. La "L" indica un bajo carbono (<0.03%) y ayuda a prevenir la corrosión intergranular.

Los metales de relleno que contienen SI (por ejemplo, 308SI) son beneficiosos en GMAW para mejorar la humectación y la tasa de deposición. Para la resistencia a la precipitación de carburo, use 347 metales de relleno que contengan NB.

Soldar acero inoxidable al acero al carbono

Al unir el acero inoxidable al acero al carbono, use rellenos con mayor contenido de aleación para contrarrestar la dilución. Elecciones comunes:

309L: Adecuado para unirse a 304/316 al acero al carbono

312: utilizado cuando se requiere un mayor contenido de CR

Nota: El acero inoxidable austenítico tiene una tasa de expansión térmica ~ 50% más alta que el acero al carbono. Este desajuste puede causar estrés interno y grietas, lo que requiere la selección adecuada de relleno y los procedimientos de soldadura.

Limpieza previa

Use solventes sin cloruro para eliminar el aceite y el polvo.

Evite la contaminación del acero al carbono; Almacene y maneje el acero inoxidable por separado.

Limpie las ranuras con herramientas de acero inoxidable (por ejemplo, molienda de ruedas y pinceles).

La limpieza de las articulaciones es crucial debido a una mayor dificultad de compensación de electrodos.

Limpieza posterior a la soldado y resistencia a la corrosión

La resistencia a la corrosión del acero inoxidable proviene de su capa protectora de óxido Cr-óxido. La soldadura puede interrumpir esta capa e introducir óxidos o carburos de hierro, lo que conduce al óxido, especialmente en la zona afectada por el calor (HAZ).

Opciones de limpieza posteriores a la soldado:

Encurtido

Pulido

Molienda

Cepillado (usando herramientas dedicadas por acero inoxidable)

Por qué Weld Metal puede ser magnético

Las soldaduras totalmente austeníticas no son magnéticas, pero los rellenos de soldadura a menudo incluyen elementos formadores de ferrita para:

Refinar el tamaño del grano

Reducir el riesgo de agrietamiento

Esto da como resultado un ligero magnetismo, que es normal. Los niveles de ferrita varían según la aplicación de servicio:

Tuberías de GNL: 308 relleno con 3–6 fn (número de ferrita)

Estándar 308: FN ~ 8

Soldadura tuberías de acero inoxidable dúplex

Los aceros inoxidables dúplex contienen ~ 50% de ferrita y ~ 50% de austenita, combinando alta resistencia, resistencia a la corrosión y dureza. El grado más común es 2205 (22% Cr, 5% Ni, 3% MO, 0.15% N).

Para mantener el equilibrio durante la soldadura:

Use rellenos con contenido de NI 2–4% más alto

Controlar la velocidad de enfriamiento para evitar ferrita excesiva o fases intermetálicas

Ejemplo: el cable con cento de flujo para 2205 puede contener ~ 8.85% Ni.

Ajustes de parámetros de soldadura

Los soldadores a menudo ajustan el voltaje, la corriente, la longitud del arco, la inductancia o el ancho de pulso debido a:

Variaciones en la composición de relleno

Diferencias de diámetro, limpieza o forma del alambre

Estos factores afectan significativamente la humectación de la soldadura, la eliminación de escoria y el comportamiento de arco.

Control de precipitación de carburo

A 800–1600 ° F, se difunde de carbono a los límites de grano y se une con Cr para formar carburos de cromo, reduciendo la resistencia a la corrosión y causando corrosión intergranular.

Para evitar esto:

Use rellenos bajos en carbono (<0.04% C)

Agregue NB o TI, que se une preferentemente con C (por ejemplo, 347 rellenos)

Preparación de selección de material de soldadura

Antes de seleccionar materiales de soldadura, recopile:

Detalles del entorno de servicio: temperatura, medios corrosivos, vida útil esperada

Requisitos mecánicos: resistencia, ductilidad, resistencia, resistencia a la fatiga