Historia De La Soldadura

Soldabilidad

Miguel Ignacio Ruiz Vilasuso

La soldabilidad es la aptitud que tiene un metal o aleación para formar uniones soldadas. No obstante, este término denota un grupo extremadamente complejo de propiedades tecnológicas y es también función del proceso.

Veamos algunos requerimientos para producir una buena unión y los problemas que pueden aparecer, referidos a soldaduras de cualquier geometría y origen:

En el caso de la soldadura por fusión, la temperatura de fusión, el calor específico y el calor latente de fusión determinan la cantidad de calor que es necesario añadir. Una alta conductividad térmica permitirá una mayor rapidez de entrada de calor y un enfriamiento más rápido. La adición insuficiente de calor causa falta de fusión y, en secciones gruesas, penetración incompleta. La entrada de calor excesiva puede originar quemado (agujereado del material).

Los contaminantes superficiales, incluyendo óxidos, aceites, suciedad, pintura, provocan falta de enlace o conducen a porosidad por gas.

Las reacciones indeseables con contaminantes superficiales o con la atmósfera se evitan sellando la zona de fusión con vacío, atmósfera inerte o escoria.

Los gases liberados durante la soldadura pueden producir porosidad, que debilita la unión. Particularmente peligroso es el hidrógeno que se origina de la humedad atmosférica o de un fundente húmedo. Cuando se combina en forma molecular, causa porosidad en las aleaciones de aluminio. En la forma atómica se difunde en las puntas de las grietas y provoca fragilidad por hidrógeno del metal. Las grietas de solidificación aparecen bajo la influencia de esfuerzos en la soldadura cuando un líquido de bajo punto de fusión es expulsado durante la solidificación dendrítica. Las grietas de licuación a lo largo de las fronteras de grano se deben a la segregación de estado sólido de elementos de bajo punto de fusión.

La contracción por solidificación junto con la concentración sólida impone esfuerzos internos de tensión en la estructura y pueden originar distorsión y agrietamiento. El problema se puede aliviar con un material que aporte menos aleado y más dúctil que reduzca la fragilidad térmica.

Las transformaciones metalúrgicas son de gran importancia, especialmente cuando provocan la formación de fases frágiles como la martensita. Entonces, es esencial precalentar el metal base.

El espesor de las partes que se van a unir y el diseño de la unión tienen una gran influencia sobre el calentamiento y enfriamiento, y por tanto sobre la soldabilidad.

No se puede generalizar sobre la soldabilidad de los materiales como pudiera hacerse con otras propiedades. Sin embargo se pueden formular algunas directrices.

Materiales ferrosos:

Aceros al carbono. Se sueldan fácilmente cuanto menor porcentaje de carbono haya; la formación de martensita es un riesgo en los aceros con alto contenido en carbono. La martensita no sólo es dura y frágil, sino que su formación procede con un incremento de volumen que impone esfuerzos adicionales en la estructura. El precalentamiento y, si es posible, el postcalentamiento son necesarios cuando la formación de martensita o bainita son inevitables.

Alternativamente, la estructura puede calentarse dentro del rango austenítico, enfriarse por encima de la temperatura Ms y soldarse antes de que comience la transformación. Debe enfriarse rápidamente para obtener una martensita templada.

El carbono equivalente de una acero es la medida de su tendencia potencial a figurarse durante la soldadura. El valor del carbono equivalente se calcula aplicando la fórmula que ampara los elementos que componen químicamente el acero con sus ponderados coeficientes de influencia en el agrietamiento durante la soldadura en relación al C. Es una forma de estimar la soldabilidad de los aceros al carbono.

Aceros inoxidables. Siempre contienen cromo, que forma una película extremadamente densa de Cr2O3. Se debe evitar su formación. Los aceros austeníticos (que contienen Cr y Ni) son también soldables, aunque los carburos de cromo formados reducen el nivel de cromo

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