El objetivo de este trabajo es transmitir el conocimiento necesario para que el alumno pueda aplicar con eficiencia el tratamiento térmico de precalentamiento para los conjuntos soldados de aceros.
EL PERECALENTAMENT! EN "!L#A#$RA
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EL PRECALENTAMENT! EN "!L#A#$RA #E(NC)N El principal objetivo del precalentamiento es reducir la velocidad de enfriamiento durante la operaci*n de soldadura+ con el fin de, - modificar la microestructura - promover la difusi*n de idr*/eno - modificar el nivel 0 distribuci*n de las tensiones residuales #esde un punto de vista /eneral+ el precalentamiento inclu0e la temperatura entre pasadas cuando se trata de soldadura en multipasadas cuando el calor /enerado durante la soldadura no es suficiente para mantener la temperatura de precalentamiento entre pasadas sucesivas. La tempera temperatur turaa de precalen precalentam tamient iento o es la m1nima m1nima tempera temperatur turaa que debe ser alcan2ada en todo el espesor del material antes de soldar+ 0 que debe e3tenderse en una 2ona suficientemente anca a ambos lados de la junta soldada. En la pr4c pr4cti tica ca la temp temper erat atur uraa de prec precal alen enta tami mien ento to pued puedee fija fijars rsee entr entree temperatura temperatura ambiente 0 5678C+ 0 a9n asta :77-;778C en casos mu0 espec1ficos como la soldadura del ierro fundido. La temperatura de precalentamiento debe ser balanceada con el calor aportado durante la operaci*n de soldadura de acuerdo al tipo de acero 0 en funci*n de las propiedades requeridas para la junta soldada. PRECALENTAMENT! < "!L#A%L#A# A pesar de que en primera apro3imaci*n el concepto de precalentamiento parece simple+ las cosas comien2an r4pidamente a complicarse cuando+ en la actividad pr4ctica+ se lle/a al punto de tener que contestar pre/untas tales como, - =Cu4ndo precalentar> - =A qué temperatura precalentar> E3iste una correlaci*n mu0 estreca entre precalentamiento 0 soldabilidad+ 0 las cond condic icio ione ness de prec precal alen enta tami mien ento to no pued pueden en se serr deter etermi mina nada dass si sin n el conocimiento de las condiciones /enerales de soldabilidad prevalecientes en determi determinad nadas as circuns circunstan tancias cias pr4ctic pr4cticas. as. La soldabi soldabilid lidad ad es en s1 misma misma un concep concepto to relativ relativamen amente te complej complejo o que inte/ra inte/ra un /ran n9mero n9mero de aspectos aspectos diferentes+ "u definici*n+ se/9n el . . ?. - @.@. ".+ es la si/uiente, "e considera asta cierto nivel soldable un material met4lico+ por un dado proces proceso o 0 para para una una dada dada fina finali lida dad+ d+ cuan cuando do se pued puedee obte obtene nerr cont contin inui uida dad d met4lica usando un procedimiento adecuado de tal manera que la junta cumpla con con los los requ requer erim imie ient ntos os espe especi cifficad icados os en lo que que se ref refie iere re tant tanto o a la lass propiedades locali2adas como a la influencia sobre la estabilidad de la construcci*n de la cual forma parte.
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Anali2ando esta definici*n en m4s detalle+ los cinco aspectos fundamentales de soldabilidad que deben ser considerados son los si/uientes, - Aspecto Metal9r/ico+ que contempla, B B B B B B B B B
Composici*n Composici *n qu1mica de los materiales Ciclos térmicos de soldadura Estructuras metalo/r4ficas Propiedades f1sicas 0 mec4nicas nfluencia del idro/eno nfluencia de las inclusiones nfluencia de las tensiones 0 restricciones de movimiento Efecto de los ciclos térmicos 0 secuencias de soldadura. Transformaciones metal9r/icas.
El estudio de los requerimientos 0 condiciones de precalentamiento es parte del estudio de la soldabilidad locali2ada. La calificaci*n+ en términos de soldabilidad locali2ada+ se reali2a mediante los llamados ensa0os de soldabilidad. E3isten numerosos ensa0os de soldabilidad+ desde los m4s simples a los m4s sofisticados+ sofisticados+ pero lamentablemente lamentablemente no e3iste un 9nico ensa0o mila/roso mila/roso que ten/a en cuenta todos los factores involucrados en el concepto de soldabilidad. LA $NTA "!L#A#A Tres 2onas principales se diferencian en una junta soldada, B el metal de soldadura B la 2ona afectada por el calor DAC F B el metal base. Estas tres 2onas se diferencian por estructuras metalo/r4ficas 0 propiedades+ resul resulta tant ntes es de los dife diferen rente tess ciclo cicloss térmico térmicoss 0 tensio tensiona nales les a que que an an sido sido sometidas. Como el precalentamiento debe ser considerado como una precauci*n a ser tomada con el objeto de evitar defectos+ es interesante mencionar brevemente los tipos fundamentales de defectos en juntas soldadas Dfi/. @F 0 la influencia que tiene el precalentamiento sobre los mismos. La porosidad 0 falta de fusi*n se dejar4n de lado+ dado que su aparici*n est4 /obernada por factores mu0 es espe pec1 c1ffic ico os sobr sobree los cual cuales es el preca recale lent ntam amie ient nto o no tie iene ne ma0 ma0ores ores consecuencias.
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(isuraci*n en caliente D@F DGF Este fen*meno se presenta en /eneral en el metal de soldadura+ aunque en al/unos casos puede ocurrir en la 2ona afectada por el calor DACF. Cuando ocur ocurre re en el meta metall de sold soldad adur uraa el defe defect cto o se cono conoce ce como como fis fisur uraa de solidificaci*n+ mientras que cuando se presenta en la AC se lo denomina fisura de licuaci*n. Los dos casos ocurren bajo el efecto combinado de una composici*n qu1mica desfavo desfavorabl rablee Dinflu Dinfluenci enciaa de los element elementos os que forman forman precipi precipitad tados os de baja baja temper temperatu atura ra de fusi*n fusi*n - solidif solidificac icaci*n i*n en los bordes bordes de /ranoF /ranoF 0 tension tensiones es resultantes de la solidificaci*n+ restricci*n o deformaci*n. Para evaluar la sensibilidad a la fisuraci*n en caliente ca liente se usan ensa0os como el mu0 mu0 conocid cido ("C!-"C&NA#T NA#T Dpara ara el met metal de soldaduraF 0 el HARE"TRANT HARE"TRANT Dpara metal de soldadura 0 metal baseF. bas eF. El efecto del precalentamiento sobre la aparici*n de este tipo de defectos es+ si no perjudicial+ por lo menos despreciable. #es/arro Laminar DIF D5F Es una forma de fisura asociada /eneralmente con soldaduras mu0 tensionadas+ cu0a cu0a /eome eometr tr1a 1a es tal tal que pro produce duce tens tensio ion nes sob sobre el mat materia eriall bas ase+ e+ transversales al plano de laminaci*n. "e puede distin/uir la fisura producida por des/arro laminar de la inducida por idr*/eno en la AC+ debido a que la primera aparece /eneralmente locali2ada por debajo de la AC+ en lo que aparentemente ser1a metal base no afectado. El precalentamiento no es considerado un medio efectivo de evitar des/arro laminar+ aunque en condiciones l1mites puede a0udar a reducir 0 distribuir las tensiones de un modo m4s favorable. (isuraci*n por recalentamiento Es un tipo complejo de fisuraci*n que afecta ciertas 4reas espec1ficas de la AC+ que a sido sujeta a varios ciclos térmicos de soldadura+ 0 se puede observar s*lo después de un tratamiento térmico de alivio de tensiones. El mecan mecanism ismo o de fisu fisurac raci*n i*n parec parecier ieraa es esta tarr asocia asociado do a la temp tempera eratu tura ra 0 tensiones tensiones inducidas en los bordes de /rano por precipitacione precipitacioness inter/ranulares inter/ranulares que que tensi tension onan an las 2ona 2onass afec afecta tada dass por por el ca calor lor e impi impide den n su defo deform rmac aci*n i*n pl4stica durante el tratamiento térmico de alivio de tensiones. Jl precalentamiento no tiene influencia respecto de la aparici*n de las fisuras por recalentamiento. (isuraci*n en fr1o #aremos una atenci*n m4s detallada a la fisuraci*n en fr1o+ 0a que es el tipo de defecto sobre el cual el precalentamiento tiene una influencia definitiva. En la ma0or1a de los casos pr4cticos la fisuraci*n en fr1o ocurre en 2onas duras de la 2ona afectada por el calor+ /eneralmente cerca de la interface metal de
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soldadu soldadura ra - metal metal base+ base+ donde donde la micro-e micro-estru structu ctura ra puede puede aber aber crecido crecido en tamaKo de /rano. E3ist E3isten en muc mucas as form formas as de fisur fisuraci aci*n *n en fr1o+ fr1o+ cono conocid cidas as como como fisu fisura ra bajo bajo cord*n+ fisura en entalla+ fisura de ra12+ etc. En la li lite tera ratu tura ra se menc mencio iona na muc mucas as ve vece cess a la fisu fisura raci* ci*n n en fr1o fr1o como como fisuraci*n inducida por idr*/eno. !curre /eneralmente bajo la presencia de, B Estructuras martens1ticas duras en la AC como resultado del ciclo térmico de soldadura. B Enriquecimiento de idr*/eno. B Tensio ensiones nes alca alcan2a n2adas das como como resultad resultado o del /rado de restricc restricci*n i*n de la junta junta o sumadas a discontinuidades severas de secci*n Defectos de entallaF. Es ma0or el ries/o de fisuraci*n en fr1o en la AC+ a menos que se tomen precauciones especiales+ cuando, @. G. I. 5.
Aumenta el carbono equivalente 0 la templabilidad del material base. Aumenta el espesor 0 restricci*n de movimientos movimientos de la junta soldada. Aumenta el contenido de idr*/eno en el me-tal. "e ace m4s severo el ciclo térmico de soldadura.
En la pr4ctica+ los factores @ 0 G se le dan al in/eniero en soldadura+ el factor I depende del tipo de consumibles de soldadura 0 el factor 5 depende del proceso de soldadura+ procedimiento 0 par4metros. El precalentamiento es parte del factor 5. La situaci*n ideal ser1a aquélla en la cual nosotros pudiéramos cuantificar todos los factores =e tal manera de predecir la aparici*n de fisuraci*n en fr1o con la ma0or apro3imaci*n posible. #esafo #esa fort rtun unad adam amen ente te++ el /ran /ran n9me n9mero ro de va vari riab able less invo involu lucr crad adas as 0 /ran /ran interrelaci*n entre las mismas ace que esto sea mu0 dif1cil. Como ilustraci*n+ la fi/. G muestra un esquema de los factores intr1nsecos 0 e3tr1nsecos de la fisuraci*n en fr1o+ con su interrelaci*n+ propuesto por &ER%ET 0 "ALN D6F.
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Medida del ries/o de fisuraci*n en fr1o Carbono equivalente Mucas f*rmulas an sido propuestas para calcular el carbono equivalente del material base 0 as1 tener una idea de su capacidad de endurecimiento+ 0 por lo tanto de su soldabilidad. Las m4s divul/adas son, aF Para aceros fundidos al carbono-man/aneso Mn Ceq C
Ni
Cr H
:
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@6
Cu
p
6
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@5
G
bF Para aceros al carbono-man/aneso 0 micro-aleados del mismo tipo (adoptada por el I.I.W. - I.I.S.) Mn
Ceq C
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Cr Mo H
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6
cF Para aceros al carbono-man/aneso micros aleados+ templados 0 revenidos
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Por supuesto+ el conocimiento del carbono equivalente de un acero en orden de predecir un nivel de precalentamiento se/uro es 9til 9nicamente si se conoce su corr correl elac aci* i*n n con con dato atos de fisu fisura raci ci*n *n en fr1o fr1o obten btenid ido os de ensa ensa00os de soldabilidad.
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Ensa0os de fisuraci*n en fr1o E3isten varios ensa0os utili2ados como a0uda en la medici*n de la capacidad de un acero 0 de las condiciones de soldadura para prevenir fisuraci*n en fr1o en la AC. "u cantidad 0 tipo ilustra la complejidad del problema. En la pr4ctica+ 0 de acuerdo a la opini*n e3presada por la Comisi*n O del ..?. ..".+ los ensa0os de soldadura para fisuraci*n en fr1o+ pueden ser clasificados de la si/uiente manera, aF bF cF dF eF fF /F
Ensa0o Teem, Teem, (actor de restricci*n mu0 elevado. Ensa0o CT" modificado DCT"MF, (actor de restricci*n elevado. Ensa0o CT", factor de restricci*n mediano. Ensa0o %attelle, factor de restricci*n bajo. Ensa0o TRC DTensile DTensile Restraint TestF. TestF. Ensa0o RRC DRi/id Restraint TestF TestF Ensa0o CLCC DConstant Load Cold Cracin/ TestF. TestF.
Las Las va vari riab able less es esen enci cial ales es son, son, el proc proces eso o de solda soldadu dura ra++ el cons consum umib ible le Destr Destruc uctu tura+ ra+ resist resisten encia cia 0 cont conten enid ido o de umed umedad adF+ F+ el ca calor lor apor aportad tado o 0 el precalentamiento. Los resultados que se obtienen son del tipo fisura o no fisura. Las condiciones de sold soldad adur uraa que que dan dan como como resul resultad tado o no no fisu fisura ra son son re/ist re/istrada radass como como se/uras. Los resultados de los ensa0os de fisuraci*n pueden ser correlacionados con va valo lore ress de ca carb rbon ono o equi equiva vale lent ntee para para++ de es esta ta mane manera ra++ pode poderr pred predec ecir ir condiciones de soldadura se/uras. La selecci*n de un determinado ensa0o de fisuraci*n en fr1o en funci*n del nivel de tensiones a tener presente Dfactor de restricci*nF. &a0 que tener cuidado en utili2ar el tipo de ensa0o que represente con ma0or apro3imaci*n las condiciones de la junta a utili2ar. #e otra manera+ la selecci*n de un ensa0o mu0 severo puede llevar a tomar precauciones precauciones en e3ceso+ mientras mientras que el uso de un ensa0o poco severo puede resultar en precauciones insuficientes.
Transformaciones Tr ansformaciones Metal9r/icas 0 Helocidades Helocidades de Enfriamiento La ve velo loci cida dad d de enfr enfria iami mien ento to es un fact factor or cont control rolab able le 0 depe depend ndee de los los si/uientes par4metros, - "ecci*n del componente - TamaKo TamaKo de la soldadura - Calor aportado - Temperatura inicial Dambiente o de precalentamientoF - Propiedades f1sicas del material considerado. La velocidad de enfriamiento para un dado carbono equivalente determina la dure2a 0 cantidad de martensita en la AC+ 0 el control sobre la velocidad de enfriamiento puede ser utili2ado en mucos casos para prevenir la formaci*n de estructuras martens1ticas duras en la AC. Como se muestra en la fi/. I el ciclo térmico se caracteri2a por,
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B Elevada velocidad velocidad de calentamiento. B Picos de temperatura que dependen de de la distancia a la l1nea de fusi*n. B Heloci Helocidad dades es de enfriam enfriamient iento o que son funcion funciones es directa directass de los par4metr par4metros os mencionados anteriormente. Para comparar los ciclos térmicos de soldadura+ solamente tienen un si/nificado pr4ctico las pendientes de las curvas de enfriamiento. Las curvas de enfriamiento se caracteri2an por intervalos de tiempo entre dos temperaturas o por velocidad de enfriamiento a una dada temperatura.
Para estudiar las propiedades que dependen de la microestructura+ es l*/ico adoptar un criterio que es el del intervalo de temperatura en el cual ocurren las transformaciones metal9r/icas. El l.l. ?. - U.S. a adoptado el AT Q77 - 6778C. Las Las ve velo locid cidad ades es de enfr enfria iamie mient nto o a temp tempera eratu turas ras por por deba debajo jo de 6778 6778C+ C+ por por ejemplo a I778C+ a pesar de no tener si/nificado respecto del punto de vista de las transformaciones metal9r/icas+ son interesantes de considerar+ en especial en lo que se refiere a la difusi*n de idr*/eno. En la fi/. 5 se muestra c*mo el calor aportado 0 el precalentamiento afectan la pendiente de las curvas de enfriamiento.
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Para poder cuantificar los datos de fisuraci*n en fr1o+ se an desarrollado métodos+ como ser, aF C4lculos de los ciclos térmicos de soldadura soldadura DQF. bF An4lisis térmicos in situ durante la soldadura. cF An4lisis térmicos simulando ciclos térmicos de soldadura. dF El método de ensa0o de implantaci*n o método de ensa0o RP.
La fi/. 6 muestra el principio utili2ado para el método de an4lisis in situ DF.
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Los datos obtenidos se /rafican bajo la forma de dia/ramas de transformaci*n de enfriamiento continuo DCCTF que son de muca a0uda en la evaluaci*n de los par4metros de endurecimiento.
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En la fi/. : se aprecia un ejemplo de dia/rama CCT obtenido de un acero de 7+I6 S de carbono se/9n el método e3plicado en DF. La parte i2quierda muestra los dato datoss en coord coorden enada adass temp temper eratu atura ra tiem tiempo po++ mien mientra trass que que la parte parte dere derec caa muestra los mismos datos en temperatura-tiempo de enfriamiento+ entre Q778C 0 6778C. También esta 9ltima parte muestra la correspondiente curva de dure2a.
Estos datos CCT pueden ser utili2ados para relacionar la composici*n de un materia materiall en término términoss de carbono carbono equiva equivalen lente te con velocida velocidades des cr1ticas cr1ticas de enfr enfria iami mien entto corr corres espo pond ndie ient ntes es a la apar aparic ici* i*n n de dife difere ren ntes tes tipos ipos de microestructuras 0 niveles de dure2a en la AC. Lue/o esto puede relacionarse con procedimientos de soldadura cr1ticos. $tili2ando el an4lisis térmico in situ el estudio de los ciclos térmicos de soldadura se ace menos complicado. "i por por eje ejemp mplo lo++ se reali2 reali2an an e3peri e3perime ment ntos os en capa capass de dist distin into to es espe peso sor r utili2ando diferentes calores aportados+ las condiciones de enfriamiento pueden ser e3presadas en forma de dia/rama como se muestra en la fi/. ;. "e puede obtener una erramienta mu0 interesante para inte/rar la influencia de los principales factores sobre la fisuraci*n en fr1o si se puede reali2ar el an4lisis térmico tensionando las probetas durante el enfriamiento. Este tipo de ensa0os se desi/nan como ensa0os de implantaci*n Din situF o método de ensa0o del Renselar Pol0-tecnic nstitute Dcondiciones de simulaci*nF. En la fi/.Q se muestra el principio de ensa0o de implantaci*n DF.
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En las fi/uras 0 @7 se aprecian resultados t1picos obtenidos en el ensa0o de implantaci*n. Como se puntuali2* anteriormente la influencia de un eventual precalentamiento aparecer4 en la parte inferior del dia/rama.
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Contenido de &idr*/eno El contenido de idr*/eno en la 2ona de soldadura tiene un efecto mu0 marcado sobre la fisuraci*n en fr1o+ especialmente cuando se suma a la presencia de estructuras martens1ticas duras en la AC. El nivel de idr*/eno en el metal de soldadura est4 fuertemente influenciado por el contenido de umedad de los consumibles de soldadura+ 0 en condiciones cr1ticas suele ser absolutamente necesario utili2ar consumibles de idr*/eno controlado o de mu0 bajo tenor de idr*/eno de manera de evitar la fisuraci*n en fr1o. En la fi/. @@ se muestra como el idr*/eno afecta la sensibilidad a la fisuraci*n DF. Este dia/rama+ obtenido para un t1pico acero A 6G+ muestra curvas de fisuraci*n 0 rotura como funci*n de las tensiones 0 los tiempos de enfriamiento entre Q778C 0 6778C.
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Las curvas punteadas corresponden a electrodos rut1licos 0 las continuas a electro elec trodos dos b4sicos b4sicos de bajo bajo idr*/e idr*/eno. no. Es interes interesant antee acer acer notar notar que para tiempos de enfriamiento de asta casi ; se/undos entre Q778C 0 6778C aparecen fisuras con electrodos rut1licos a9n cuando no se aplican tensiones e3teriores. Es claro también que el usar electrodos b4sicos es muco m4s se/uro. "i se precalienta+ se consi/uen dos efectos favorables, aF Reducir Reducir la velocidad de enfriamiento entre Q778C 0 6778C. bF Aumentar la difusi*n de idr*/eno a temperaturas por debajo debajo de los I778C. Est4 Est4 aceptad aceptado o que el efecto efecto m4s import important antee de precalen precalentar tar a tempera temperatur turas as menores de G77-G678C es aumentar el tiempo de enfriamiento por debajo de los I778C+ mejorando as1 la posibilidad de difusi*n del idr*/eno. C!E 0 M!RET)N an establecido métodos para determinar la difusividad del idr*/eno a temperaturas por encima de la ambiente D@7F. "e encontr* que, - Cuando la temperatura de precalentamiento alcan2a valores ma0ores que los G778C+ el efecto principal es prevenir la formaci*n de martensita sin revenir en acero ace ross de alto alto carbo carbono no++ provo provocan cando do una una trans transfo form rmaci aci*n *n is isot otérm érmica ica de la auste austeni nita ta que que da por por resul resultad tado o una una estru estruct ctura ura bain1 bain1ti tica ca menos menos sensib sensible le al idr*/eno. - La selecci*n de la temperatura de precalentamiento basada en la dure2a &H para prevenir fisuras en fr1o parece mu0 conservadora. "i la dure2a de I67 &H se toma toma como como va valo lorr cr1t cr1tic ico+ o+ lue/ lue/o o es ac acep epta tabl blee si siem empr pree que que no se tome tomen n precauciones especiales en la cantidad de idr*/eno difusible. "i de acuerdo a este criterio se utili2a una temperatura de precalentamiento de I778C+ la pérdida por difusi*n de idr*/eno es tan importante+ que se puede aceptar una microestructura microestructura bajo cord*n+ m4s dura 0 susceptible susceptible a la fisuraci*n en fr1o.
Tensiones Residuales Dnivel 0 distribuci*nF $n efec efecto to se secu cund ndar ario io del del prec precal alen enta tami mien ento to es la redu reducc cci* i*n n del del nive nivell de tensiones residuales por reducci*n del /radiente térmico asociado con el ciclo térmico de soldadura. "in "in emba embar/o r/o++ debe debe seKal seKalars arsee que que el preca precalen lentam tamien iento to es en este este aspect aspecto o impo import rtan antem temen ente te benef benefici icios oso o si se prec precal alien ienta tan n /rand /randes es 2ona 2onass o todo todo el componente. Esto es también cierto para todo lo que que se a dico anteriormente.
EHAL$ EHA L$A AC) C)N N #E #EL L R RE" E"'! '! #E ( ("$ "$RA RAC C!N !N EN (R (R) ) < CALC$L! #E LA TEMPERAT$RA #E PRECALENTAMENT! En la ma0o ma0or1a r1a de los los ca caso soss pr4c pr4cti tico cos+ s+ rara rara ve ve22 son son obte obteni nibl bles es los los dato datoss mencionados anteriormente de manera completa. Por lo tanto+ es mu0 9til estar capacitado para evaluar el ries/o de fisuraci*n en fr1o fr1o 0 cal calcu cular lar la temp tempera eratu tura ra de prec precale alent ntami amien ento to de acuer acuerdo do a f*rmula f*rmulass emp1ricas simples. En muc mucos os caso casoss esas esas f*rmul f*rmulas as fuer fueron on deri deriva vada das s de corre correla laci cion ones es establecidas establecidas en base a datos obtenidos de varios ensa0os de fisuraci*n fisuraci*n en fr1o. A continuaci*n se dar4n al/unos ejemplos tal como an sido tomados de la literatura. SOLDARGEN
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Evaluaci*n de m43ima dure2a en AC &v m43. 7 @767 C 5; "i ;6 Mn I7 Ni I@ Cr D@@F Evaluaci*n de ries/o de fisuraci*n en frio para aceros de baja aleaci*n 0 alta resistencia. & PU PCM
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& Contenido de idr*/eno difusible (actor de intensidad de embridamiento+ i/ual a :: T+ donde T es el espesor de capa en soldadura a tope.
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#onde, HR Helocidad de enfriamiento de la AC a I77VC H@ Helocidad cr1tica de temple martens1tico & Contenido en idr*/eno difusible (actor de intensidad de embridamiento+ i/ual ::T+ donde T es el espesor de capa en soldaduras a tope. Lo/ H@ 7 I+77 W D5+:G C @+76 Mn 7+65 Ni 7+6 Cr 7+:: Mo "i Ps es ma0or que @ abr4 fisuras. "i Ps es menor que 7+6 no abr4 fisuras. Evaluaci*n de la tensi*n de rotura cr1tica con datos acumulados en ensa0os de implantaci*n D@5F D@6F.
Xe Q:+I - G@@ PCM W GQ+G lo/ D& @F G;+I Yt DQ77 W 677VCF Y DT m43. - @77VC +;
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#onde PCM es el definido en D@GF & es el contenido en idr*/eno difusible. C4lculo de de la temperatura de precalentamiento D@GF D@:F #e acuerdo a D@GF T @557 PU W IGVC #e acuerdo a D@:F @ T I67
I:7 C 57 DMn CrF G7 Ni GQ Mo
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I:7 #onde t es el espesor de la capa.
ndicaciones pr4cticas para fijar niveles de precalentamiento En la Tabla presentamos un resumen de desi/naciones 0 an4lisis qu1micos de una serie de aceros+ a fin de evaluar sus 1ndices de soldabilidad 0 sus niveles de precalentamiento de acuerdo a las varias formulas mencionadas anteriormente. NV
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Tabla Tabla , #esi/naci*n 0 composici*n qu1mica de de una serie de aceros para estructuras soldadas.
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En la tabla se presentan los valores calculados. La tabla indica temperaturas de precalentamiento precalentamiento su/eridas su/eridas para aceros fundidos fundidos al C - Mn como funci*n del Ceq 0 el espesor. Nº TIPO DE DE ACERO
PARÁMETROS DE FISRACION
C..Q Accord. IIW
TEMPERATRA DE PRECA!ENTAMIENTO º C
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(a) == de acuerdo a ref. (12) (b) = de acuerdo a ref. (16) (c) = de ensayos TEKKEN
Tabla Tabla , Halores Halores calculados calculados de los par4metros par4metros de fisuraci*n 0 temperaturas temperaturas de precalentamiento.
Car"o3o 4
C5-6 4
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Tabla abla ,, "u/eren "u/erencias cias de precalen precalentam tamient iento o para aceros aceros fundid fundido o al C-Mn+ C-Mn+ en funci*n del Carbono Equivalente Equivalente DC F 0 el espesor DEF. #e acuerdo a los trabajos reali2ados en ap*n las si/uientes temperaturas de precalentamien precalentamiento to se indican para aceros laminados+ laminados+ para estructuras soldadas+ soldadas+ /rado &T 67 DRT, 57-6QQ M PaF 0 C eq. 7+IQ-7+56, - para espesores de asta G6 mm. 0 electrodos b4sicos de bajo idr*/eno sin precalentamiento.
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R!%ERT! &$'! PACN
- para espesores ma0ores a G6 mm. 0 electrodos b4sicos de bajo idr*/eno precalentamiento entre 67 0 @678C. - Para /rados especiales de &T 67+ con un contenido reducido de C D7+75 - 7+7;F 0 C. eq entre 7+G6 0 7+I7+ no se requiere precalentamien precalentamiento to si se utili2an electrodos electrodos b4si b4sico coss de bajo bajo id idr*/ r*/eno+ eno+ a9n a9n para para bajo bajoss apor aporte tess tér térmico micoss e ind independientemente del espesor de capa. Cuan Cuando do se trat trataa de ace acero ross temp templad lados os 0 reven revenid idos os se comp complic licaa un poco poco la determinaci*n de temperaturas de precalentamiento. En estos aceros la idea es obtener alta resistencia con contenidos bajos de carbono equivalente manteniendo as1 buena soldabilidad. "in embar/o+ cuando se suelda con mu0 bajo aporte térmico son sensibles a la fisu fisura raci ci*n *n en fr1o fr1o++ 0 cuan cuando do el apor aporte te térmi térmico co es dema demasi siad ado o el elev evad ado o se perjudican las propiedades de resistencia e impacto en la AC. Por lo tanto debe balancearse el precalentamiento 0 el calor aportado para mantener todas las propiedades en el nivel requerido. #e acuerdo a las su/erencias japonesas+ se toman como t1picas las si/uientes temp temper eratu aturas ras de precal precalen enta tamie mient nto o cuan cuando do se suel sueldan dan ace acero ross templ templad ados os 0 revenidos DZTF con electrodos b4sicos de bajo idr*/eno, 'rado &T :7 DP'M 7+@;-7+G:F, - asta G6 mm. sin precalentar - de G6-IQ mm. 78C - de IQ-67 mm. @I68C 'rado &T ;7 DPCM DPCM 7+G5-7+IIF, - asta G6 mm. @768C - de G6-IQ mm. @668C - de IQ-67 mm. @Q68C. #e ac acue uerdo rdo a la lite literat ratur uraa norte norteam amer erica icana na++ se dan dan en tabl tablaa H los los m43im m43imos os calores aportados su/eridos para soldadura de aceros templados 0 revenidos sin precalentamiento 0 con I8C de pre-calentamiento.
SOLDARGEN
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CA!OR APORTADO5 APORTADO5 <=>23c/ (<=>88) ESPESOR I3c/(88)
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Ta"la Ta"la I@ MB28o MB28o calor calor aportado aportado para oldadr oldadra a de acero acero te8plado te8plado ree32do5 23 precale3ta82e3to precale3ta82e3to (%#: C) ? co3 precale3ta82e3to precale3ta82e3to (: C).
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Para Para finali2 finali2ar ar++ en tabla tabla H+ se brinda brinda un ejemplo ejemplo t1pico del balanc balancee que debe reali2 reali2ars arsee entre entre cal calor or aport aportad ado o 0 temp tempera eratu tura ra de prec precale alent ntami amien ento to para para el famoso acero T@. ESPESOR I3c/ (88)
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DaF Temperatura Temperatura de precalentamiento e interpasadas 8( DVCF. Tabla abla H, M43imo M43imo calor aportad aportado o para soldadur soldaduraa de acero acero T@+ en funci*n funci*n de la temperatura de precalentamiento.
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El 9lti 9ltimo mo comen comentar tario io es respe respect cto o de la ele elecci cci*n *n de cons consum umib ibles les.. Como Como la acumulaci*n de tensiones durante la soldadura ejerce una fuerte influencia sobr sobree la apar aparic ici* i*n n de fisu fisura rass en fr1o fr1o++ dond dondee se seaa posi posibl blee Dpor Dpor ej ejem empl plo o en soldadura de fileteF siempre es beneficioso el uso de consumibles de menor l1mite de fluencia. C!NCL$"!NE", @. - La sensibilidad de los aceros a la fisura-ci*n en fr1o depende de, - La formaci*n de martensita en la AC. - La presencia de idr*/eno - El /rado de embridamiento Drestricci*nF de la junta. G. - La cantidad de martensita susceptible a la fra/ili2aci*n por idr*/eno est4 relacionada relacionada con la capacidad capacidad de endurecimient endurecimiento o del acero que se determina por su composici*n 0 la velocidad de enfriamiento. I. - El idr*/eno es un factor que puede ser controlado en base a una elecci*n correcta del consumible de soldadura 0 su tratamiento. 5. - Las condiciones de embridamiento Drestricci*nF est4n relacionadas con el l1mite de fluencia del metal base 0 de la soldadura+ la /eometr1a de la junta 0 el procedimiento de soldadura. 6. - La sensibilidad a la fisuraci*n en fr1o de los aceros se eval9a por medio de ensa0os de soldadura. Cuan Cuando do m4s m4s simi simila lare ress se sean an la ve velo loci cida dad d de enfr enfria iami mien ento to 0 el /rad /rado o de embridamiento embridamiento entre el ensa0o 0 la junta real+ m 4s ra2onable es la aplicaci*n de las conclusiones a la selecci*n de los par4metros de soldadura. :. - El precalentamiento precalentamiento tiene una influencia influencia favorable sobre la microestructu microestructura+ ra+ la difusi*n de idr*/eno 0 la distribuci*n de tensiones. ;. - Respecto del /ran n9mero de par4metros involucrados+ la selecci*n de la m1nima temperatura de precalentamiento no necesariamente se basa en re/las cient1ficas+ pra/m4ticas 0 e3actas+ 0 en al/unos casos debe balancearse el prec precal alen enta tami mien ento to con con el ca calo lorr apor aporta tado do de tal tal mane manera ra de pres preserv ervar ar la lass propiedades de impacto 0 de resistencia en la AC+ como as1 también evitar la fisuraci*n en fr1o.
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