¿Cómo soldar acero inoxidable? Encontrar el proceso adecuado y que vaya a dar el mejor resultado y que se vaya hacer en el menor tiempo dependerá siempre de la optimización de los procesos.

La soldadura en acero inoxidable varía sensiblemente respecto a la soldadura que pueda practicarse en piezas de acero ordinario. Es fundamental hacer un estudio detallado de las características propias para obtener un resultado óptimo.

Por ejemplo, mientras que el punto de fusión del acero al carbono es de 1540ºC el punto de fusión del acero inoxidable es entre 1400 – 1450ºC. El acero inoxidable requiere menos calor para producir la fusión. Esto nos lleva a que la soldadura es más rápida para el mismo calor.

Hay que tener en cuenta las diferencias entre las propiedades del acero inoxidable y del acero para que la soldadura sea un éxito. Además, el empleo de estas aleaciones de inoxidable se aplican en la industrias farmacéutica, alimenticia y nuclear por lo que es de vital importancia que sean de máxima calidad y cuyo resultado no merme la resistencia a la corrosión o de salubridad.

Aspectos específicos a la soldadura de acero inoxidable

Hay que señalar que la soldadura acero inoxidable genera un baño que en general resulta menos fluido que el de un acero ordinario. La penetración obtenida no es tan grande. Para compensar estos inconvenientes se debe prestar especial atención a las operaciones previas de preparación y separación de bordes. Se recomienda hacer un chaflán en los bordes para facilitar así la fluidez y penetración del baño de fusión.

Los aceros inoxidables muestran una mayor resistencia eléctrica debida a su estructura interna y composición. Lo que esto implica es una mayor nivel de intensidad de corriente en el equipo de soldadura, aproximadamente entre un 25% y 50% superior.

Si se emplea una corriente eléctrica de intensidad baja dará un arco muy inestable, con interferencias de la escoria en el arco que terminará por pegarse en el electrodo y esto provocará un cordón incorrecto. Si la corriente es demasiado alta, en su contra, generará un salpicado excesivo y poco control sobre el baño de fusión, produciendo fisuras y una pérdida de resistencia a la corrosión por pérdida de cromo.

La posición para mantener el electrodo dependerá de las técnicas de avance en función a la posición en que se realiza la soldadura. Que son:

• Soldadura a derecha. Produce una mayor penetración y avance de la pistola. Genera un baño caliente y muy fluido. Esta técnica requiere por parte del operario una cierta habilidad.
• Soldadura a izquierda. Se recomienda para soldar chapas finas ya que la penetración es muy poca. Por lo que genera cordones muy anchos.
• Soldadura en vertical. El electrodo se debe mantener en perpendicular a la pieza.
• Soldadura en cornisa. El baño del cordón superior tiende a gotear por los efectos de la gravedad.
• Soldadura en techo. Se recomienda varias pasadas y siempre pequeñas.

Preparación de las piezas a soldar:

1. Deben estar bien cortadas con las medidas adecuadas y la geometría precisa para después poder posicionarlas y montarlas. Las piezas de acero inoxidable nunca se puede cortar con el corte oxiacetilénico. Este método forma un gran cantidad de óxidos de cromo refrectarios, cuyo punto de fusión es superior al metal base.

2. Preparación de los bordes. Debe ser óptima, ni muy ancha ni muy estrecha. Si es muy ancha requerirá una mayor cantidad de material de aporte y si es muy estrecha no permitirá una penetración completa del cordón. Se recomienda una separación entre bordes igual que el diámetro del electrodo que se vaya a emplear, practicando un ángulo de 60º aproximadamente para biseles en “V”.

3. Alineación de bordes y punteado de la soldadura. Hay que tener en cuenta el alineamiento adecuado de las piezas antes de soldar ya que esto mejora la tolerancia de fabricación. Además, del aspecto final del cordón y el tiempo de soldadura. Genera una menor deformación residual de las piezas soldadas.

Una vez que las piezas han sido posicionada se suelen puntear las juntas para conseguir mantener el alineamiento y la separación uniforme entre bordes.

4. Grado de penetración de la soldadura. Para que una soldadura mantenga las propiedades de resistencia mecánica es fundamental tener en cuenta los tipos de enlaces del acero. Además, es necesario que la penetración del metal de aporte sea completa, de manera que rellene todo el espacio entre las piezas soldadas.

5. Limpieza. Un aspecto a cuidar dentro de la soldadura ya sea de acero inoxidable o en otros materiales es la limpieza. Una limpieza insuficiente podrá provocar una pérdida de resistencia a la corrosión del propio cordón de soldadura o de las zonas adyacentes afectadas térmicamente.

Debe estar limpio tanto los bordes como las superficies. Los bordes deben estar libres de óxidos superficiales.

Además, de la limpieza hay que cuidar mucho la humedad, cuya presencia puede producir porosidades en el cordón de soldadura.

6. Ventilación y control de humos. En los procesos de soldadura una adecuada ventilación es importante para minimizar a los operarios la exposición de humos.

Procedimientos de soldadura más usados en aceros inoxidables

Los tipos de soldadura más usados para los aceros inoxidables son:

• Soldadura por arco manual con electrodo revestido o SMAW.
• Soldadura TIG
• Soldadura MIG

Soldadura por arco manual con electrodo revestido o SMAW

En esta técnica el electrodo es un alambre revestido, donde el soldador controla el proceso de forma manual sobre la longitud y dirección del arco que se establece entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar.

El calor generado por el arco eléctrico funde el revestimiento y la varilla metálica del electrodo, a la vez que la combustión del revestimiento sirve para crear una atmósfera protectora que impide la contaminación del material fundido. Las gotas de metal fundido procedente de la varilla metálica del electrodo van a depositarse en el baño de fusión. Una vez frío el cordón debe eliminarse la escoria.

Soldadura TIG

La técnica TIG resulta uno de los procedimientos más adecuados para soldar el acero inoxidable. El arco eléctrico se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base, bajo una atmósfera protectora generada por un gas inerte. El gas inerte que se usa normalmente es el argón. Se usa para proteger del aire circundante al metal fundido de la soldadura. Si es necesario, también se puede agregar metal de aporte en forma de alambre o varilla que se introduce dentro del arco, de forma bien manual o automático, para fundirlo y cuyas gotas caigan dentro del baño de fusión.

El procedimiento de soldadura TIG genera cordones de gran calidad, sin escorias, ni proyecciones, por lo que se usa para soldaduras no consumibles sin revestimiento, ni proyecciones, por lo que se usa para soldaduras de responsabilidad y de calidad.

Se suele emplear para soldar piezas de poco espesor hasta unos 6 mm en espesores mayores este procedimiento no resulta económico. Para espesores mayores se usa la soldadura por arco sumergido.

Las ventajas de usar esta técnica son las siguientes:

• No genera escorias en el cordón Se puede emplear todas las posiciones (vistas anteriormente)
• No genera salpicaduras alrededor del cordón
• Afecta muy poco a la composición química y propiedades del metal base durante el proceso de la soldadura.

Soldadura MIG

Tanto en la técnica MIG como en el MAG se establece un arco eléctrico entre un electrodo consumible que se presenta en forma de un alambre desnudo y la pieza a soldar o el material de base.

Para la soldadura MIG el arco como la soldadura se protegen del aire de la atmosfera mediante la acción de una envolvente gaseosa, compuesta por gases inerte, principalmente el argón como el helio.

Con el objetivo de una mejor acción del arco y una mejor mojabilidad en la soldadura, en ocasiones se utilizan pequeñas cantidades de gases activos como pueden ser el oxígeno y el hidrógeno.

A la hora de soldar acero inoxidable con hilo los diámetros más usuales en este tipo de soldadura son 0,8; 1,0; 1,2;1,6 y en algunos casos 2,4 mm. El formato estándar del hilo son bobinas de diferentes tamaños. Los hilos suelen ir recubiertos de cobre para que la conductividad del hilo con el tubo de contacto sea buena, además de disminuir los rozamientos y para que no aparezcan oxidaciones.

Selección de electrodos

Es fundamental conocer el contenido de hierro existente en el metal base a soldar para elegir el contenido del material de aporte. El comportamiento a la soldadura de los aceros inoxidables austenítico varían según su estructura interna. Desde aquellos que son completamente austenítico como el 310, hasta otros que poseen doble estructura austenítica y ferrítica como los grados 308, 309, 312, etc.

Se recomienda que el porcentaje de ferrita en el electrodo esté balanceado con el de austenita, para conseguir así que el cordón de soldadura presente una adecuada resistencia al agrietamiento.

Para ello el uso del diagrama de Shaeffler se podrá determinar entre otros datos la estructura final del metal base, del material de soldadura y del depósito soldado y por ende las características mecánicas del cordón de soldadura obtenido, para lo cual será necesario conocer la composición química de los materiales en cuestión.

¿Qué preocupaciones debes tener en cuenta a la hora de soldar aceros? Soldar aceros templados y revenidos puede ser difícil debido a su alta resistencia y endurecimiento.

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