Soldabilidad de Aceros: Energía, Procesos y Zonas en la Soldadura

Un acero se considera soldable, en un grado prefijado por un procedimiento determinado y para una aplicación específica, cuando mediante una técnica adecuada se puede conseguir la continuidad metálica de la unión.

Energía de Aportación en la Soldadura

Se denomina energía de aportación al calor puesto en juego en el proceso de soldeo. Esta energía, conocida como EBA (Energía Bruta de Aportación), puede ser de origen químico o eléctrico.

• Origen Químico (Proceso Oxiacetilénico): La cantidad de acetileno influye en la velocidad de la soldadura (55-35%-19%). La velocidad es menor en comparación con el arco eléctrico. La transferencia de calor depende de la diferencia entre el punto de fusión y la temperatura de la llama; esta diferencia no es muy grande, por lo que la transferencia es lenta.
• Origen Eléctrico (Arco Eléctrico): La energía es el equivalente térmico de la potencia (Amperios * Voltios = Watios). En este caso, no existe transferencia de calor como tal, ya que el calor se genera directamente en la superficie del metal base.

Balance Térmico en los Procesos de Soldadura

El balance térmico considera cómo se distribuye y se pierde el calor durante la soldadura:

• Transmisión: Procesos electrónicos, choque de chorro de plasma, recombinación de gases, etc.
• Pérdidas en el arco: Conducción al electrodo, convección, radiación.
• Pérdidas en el baño: Formación de escoria, convección y conducción a través de la pieza.

Rendimiento Térmico: Es la parte de la energía neta aportada que se emplea en fundir el material.

Zonas en una Junta de Soldadura

En una junta soldada, se distinguen las siguientes zonas:

• Metal Base: Es el material de la pieza que no se ve afectado por la soldadura.
• Metal de Soldadura: Es el metal fundido durante la operación de soldadura.
• Zona Afectada Térmicamente (ZAT): Es la zona que permanece durante cierto tiempo en un rango de temperaturas en el que pueden producirse transformaciones estructurales.

Temperatura de Precalentamiento

La temperatura de precalentamiento es la temperatura a la que se calienta la pieza antes de comenzar a soldar. En soldaduras de pasadas múltiples, esta temperatura debe mantenerse. Se aconseja que la zona de precalentamiento sea de cuatro veces el espesor de la pieza a ambos lados.

Riesgo de Absorción de Gases en la Soldadura

La absorción de gases es desfavorable para la unión soldada. Los gases más comunes son:

• Oxígeno: Es un elemento muy activo. Su acción puede evitarse usando desoxidantes adecuados. Si no se dispone de tiempo para que el oxígeno se desprenda, puede quedar atrapado en el material, formando porosidades.
• Nitrógeno: Los nitruros aumentan la carga de rotura, el límite elástico y la dureza, pero disminuyen la ductilidad. El nitrógeno puede provocar fisuras en el cordón o en la ZAT. El nitrógeno libre provoca porosidades.
• Hidrógeno: Provoca fisuras bajo el cordón. En ensayos elásticos, se manifiesta el fenómeno conocido como "ojos de pez".

Beneficios del Precalentamiento

El precalentamiento ofrece varios beneficios:

• Favorece las transformaciones metalúrgicas a estructuras más blandas, menos frágiles y menos propensas a fisuraciones, debido a la menor velocidad de enfriamiento.
• Reduce las tensiones en la ZAT.
• Facilita la difusión del hidrógeno.
• Disminuye el riesgo de poros.