Manual de Soldadura OERLIKON - Welding Perú

Manual de Soldadura
Manual de Soldadura
Acero
AISI
C1110
B1112
B1113
C1115
C1117
C1120
C1132
Carbono Manganeso ósforo Azufre
0,08-0,13
0,13
0,13
0,13-0,18
0,14-0,20
0,18-0,23
0,27-0,34
0,30-0,60
0,70-1,00
0,70-1,00
0,60-0,90
1,00-1,30
0,70-1,00
1,35-1,65
0,040
0,07-0,12
0,07-0,12
0,040
0,040
0,040
0,040
0,08-0,13
0,16-0,23
0,24-0,33
0,08-0,13
0,08-0,13
0,08-0,13
0,08-0,13
SUPERCITO, UNIVERS CR, TENACITO 80, TENACI-
TO 65, TENACITO 75.
4.6. Soldabilidad de los aceros de baja
aleación
Se da el nombre de aceros aleados a los aceros, cuyas
propiedades y características son debidas a la presencia
de otros elementos, además del carbono, denominados
elementos aleantes, Aunque todos los aceros ordinarios al
carbono contienen pequeñas cantidades de manganeso (hasta
un 0,90% aproximadamente) y de silicio (hasta un
0,30% aproximadamente), no se consideran como aceros
aleados, ya que la función principal de estos elementos
es actuar como desoxidantes, combinándose con el oxígeno
y el azufre, reduciendo los efectos perjudiciales de
estos elementos.
Con la adición de elementos de aleación al acero se
pretende conseguir diversas finalidades, destacando entre
ellas, por su importancia, las siguientes:
• Un aumento de templabilidad.
• Mejorar la resistencia a temperatura ambiente.
• Mejorar las propiedades físicas a cualquier temperatura,
alta y baja.
• Conseguir una tenacidad elevada con un mínimo de
dureza o resistencia.
• Aumentar la resistencia al desgaste.
• Aumentar la resistencia a la corrosión.
• Mejorar las propiedades magnéticas.
4.6.1. Aceros al manganeso (menos de
2% Mn)
El manganeso, uno de los elementos de aleación
más baratos, aparece prácticamente en todos los aceros,
debido a que se añade como desoxidante. Unicamente
cuando el contenido de manganeso de un acero es superior
al 1%, se puede clasificar dicho acero como aleado.
El manganeso influye notablemente en la resistencia y
dureza de los aceros, aunque en menor grado que el carbono,
siendo más acentuada su influencia en los aceros
altos en carbono este elemento tiene poca tendencia a
formar carburos y ejerce una influencia moderada sobre
la templabilidad. Igual ocurre con el níquel, el manganeso
hace descender las temperaturas críticas y disminuye el
contenido de carbono del acero eutectoide.
4.6.1.1. Clasificación SAE
SAE
1320
1330
1335
1340
Acero
SAE C Mn Si
1320
1330
1335
1340
2,5
–––
–––
–––
–––
0,18-0,23
0,28-0,23
0,33-0,38
0,38-0,43
5
–––
–––
100ºC
190ºC
Composición, % por peso
10
–––
130ºC
180ºC
260ºC
1,6-1,9
1,6-1,9
1,6-1,9
1,6-1,9
4.6.1.2.Temperaturas de precalentamiento
25
150ºC
230ºC
270ºC
310ºC
0,20-0,35
0,20-0,35
0,20-0,35
0,20-0,35
Espesor de la pieza a soldar en mm.
4.6.1.3. Soldabilidad
50
210ºC
260ºC
290ºC
320ºC
250
240ºC
280ºC
300ºC
340ºC
Los aceros con el más bajo contenido de carbono
en este grupo pueden ser soldados generalmente con los
procedimientos standard, con bastante facilidad, pero es
regla el precalentamiento, con precauciones especiales
en aceros con más de 0,25 % de carbono.
Los electrodos con molibdeno de la clase E7010-
A1 se usan en soldaduras, donde una tracción y un límite
de fluencia aproximados a los de la plancha sean requeridos.
En vista de que el E 7010-A1 es de alta penetración,
se debe cuidar de no mezclar excesivamente el metal de
depósito con el metal base. Si no se enfría lentamente la
plancha, la unión será dura y posiblemente también frágil;
por tal razón es costumbre el precalentamiento de la pieza
para soldar con este electrodo.
En grandes estructuras con planchas relativamente
delgadas, tales como en construcción de equipos de carros
para ferrocarriles donde el precalentamiento no es
práctico, se usan los electrodos E 6012 por tener menos
tendencia a fisuras.
Si se presentan fisuras con los electrodos arriba citados,
es muy probable que los electrodos de bajo hidrógeno
sean los más satisfactorios para la soldadura de estos
aceros al manganeso. Los costos ligeramente más altos
de los electrodos pueden ser compensados fácilmente con
el empleo de temperaturas más bajas de precalentamiento.
Estas temperaturas pueden ser bajadas en 150ºC de la
que usualmente se emplea, cuando se usan estos electrodos
de bajo hidrógeno.
4.6.1.4. Electrodos para soldar aceros al manganeso
Los electrodos OERLIKON más apropiados para
soldar este tipo de aceros son:
CELLOCORD 70, ERROCITO 27, UNIVERS, SUPER-
CITO, TENACITO 110, UNIVERS CR.
4.6.2. Aceros al níquel
El contenido de níquel en estos aceros aumenta las
propiedades elásticas del material, sin mayor alteración
de otras características o propiedades mecánicas.
El níquel en los grados indicados aumenta la resistencia
a la tracción y la dureza, sin considerable reducción de
la elasticidad; se ganan ventajas en tenacidad, ductilidad y
resistencia a la corrosión, sin sufrir disminución en la soldabilidad
correspondiente.
4.6.2.1. Clasificación SAE
SAE C Mn Si Ni
2317
2330
2340
2345
2515
SAE
2317
2330
2340
2345
2515
0,15-0,20
0,28-0,33
0,38-0,43
0,43-0,48
0,12-0,17
2,5
–––
–––
60ºC
180ºC
–––
4.6.2.3. Soldabilidad
Composición, % por peso
5
–––
–––
230ºC
290ºC
–––
0,40-0,60
0,60-0,80
0,70-0,90
0,70-0,90
0,40-0,60
10
–––
110ºC
290ºC
330ºC
–––
0,20-0,35
0,20-0,35
0,20-0,35
0,20-0,35
0,20-0,35
4.6.2.2. Temperaturas de precalentamiento
Espesor de la Pieza a soldar en mm.
250
230ºC
290ºC
360ºC
390ºC
240ºC
Si el carbono contenido en estos aceros, con 3 a
3,5% de níquel, no excede 0,25%, no es necesario tratamiento
térmico alguno. Si, por el contrario, tienen más de
0,25% de carbono, es preciso precalentarlos de 150 a
315ºC. Además, por tener tendencia a templarse al aire,
estos aceros deben ser enfriados muy lentamente con el
objeto de conservar las propiedades físicas deseadas.
Existen 4 tipos generales de electrodos que se usan
comúnmente en aceros de aleación al níquel, que son:
• Electrodos que depositan metal de análisis igual al
del metal base; se utilizan cuando la junta soldada
debe resistir un servicio a baja temperatura, se puede
emplear los electrodos E8018 C1 y E8018 C2.
• Trabajos donde se exige una tracción igual a la de la
plancha; se puede utilizar los electrodos de alta tracción
E 7010, E 7020 y E 7030 en los grados más
bajos de carbono. En las secciones que sobrepasan
1/2" de espesor, se recomienda el precalentamiento
en todos los grados de carbono.
25
140ºC
290ºC
330ºC
370ºC
160ºC
3,25-3,75
3,25-3,75
3,25-3,75
3,25-3,75
4,75-5,25
50
200ºC
270ºC
350ºC
380ºC
220ºC
• Los electrodos E 6012 y E 6013 son usados muchas
veces en planchas delgadas en los grados de bajo
carbono, porque penetran menos que los electrodos
mencionados arriba y tienen un mejor aspecto
(más convexo).
• Cuando se presentan fisuras, se debe usar electrodos
de bajo hidrógeno E XX 15, 16, 18. Estos son generalmente
efectivos en reducir las fisuras y se pueden
aplicar con poca penetración; el bajo contenido
de hidrógeno hace la junta menos frágil.
En los trabajos, donde el precalentamiento no sea
práctico, los electrodos de bajo hidrógeno serán muy útiles,
porque en general pueden ser usados con unos 150ºC
menos de precalentamiento que los demás electrodos,
como hemos anotado anteriormente.
4.6.2.4. Electrodos para soldar aceros al níquel
Los electrodos OERLIKON recomendados para soldar
este tipo de aceros son: CELLOCORD 70, OVER-
CORD M, OVERCORD S, SUPERCITO, TENACITO 80,
TENACITO 110, TENACITO 70, EXSA 8018 C2.
4.6.3. Aceros al cromo-níquel
En estos tipos de acero, la proporción entre el contenido
de níquel y el de cromo es aproximadamente de 2,5
partes de níquel por 1 parte de cromo. La adición de más de
un elemento de aleación al acero normal suele conferir a
éste algunas características de cada uno de ellos. Por tanto,
el efecto del níquel, que da lugar a un aumento de la tenacidad
y ductilidad, se combina con el efecto del cromo, consistente
en una mejora de la templabilidad y resistencia al
desgaste. Ahora bien, conviene tener presente, que el efecto
combinado de dos o más elementos de aleación sobre la
templabilidad es normalmente mayor que la suma de los
efectos debidos a cada uno de ellos por separado.
Los aceros al cromo-níquel con bajos porcentajes de
carbono se emplean para cementación. El cromo proporciona
resistencia al desgaste a la capa dura, en tanto que
ambos elementos mejoran la tenacidad del núcleo. Los aceros
con 1,5% de níquel y 0,60% de cromo se utilizan para
la fabricación de tornillos sin fin, muñones de pie de biela,
etc. En los aceros destinados a la fabricación de piezas sometidas
a trabajos muy duros, tales como engranajes, ejes
y levas de aviación, el contenido en níquel aumenta a 3,5%
y el de cromo a 1,5%. Los aceros al cromo-níquel con
contenidos medios de carbono se emplean en la industria
automotriz, la fabricación de bielas y ejes de motores.
De los aceros al cromo-níquel de alta aleación trataremos
posteriormente.
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