Soldadura de acero inoxidablese refiere al proceso de conectar dos o más piezas de trabajo de acero inoxidable mediante calentamiento, presión o una combinación de ambos, manteniendo al mismo tiempo la resistencia inherente a la corrosión, la resistencia mecánica y la integridad estructural del material.
Proveedores de Acero inoxidable
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Características clave del material que afectan la soldadura de acero inoxidable
Mecanismo de resistencia a la corrosión
Cuando el acero inoxidable entra en contacto con el oxígeno. Hay una capa pasiva de óxido de cromo (Cr ₂ O3) que se formó en la superficie, con un espesor de solo 2 a 5 nanómetros pero una estructura densa. Puede prevenir eficazmente una mayor oxidación y corrosión del material. El calor de la soldadura puede dañar esta película de pasivación y un enfriamiento inadecuado o una segregación de elementos de aleación pueden impedir que la película de pasivación se vuelva a formar.
Expansión térmica y conductividad térmica.
El acero inoxidable tiene un coeficiente de expansión térmica más alto (16-20 × 10 ⁻⁶/grado) y una conductividad térmica más baja (14-21 vatios/metro/Kelvin). Durante la soldadura, esta característica puede provocar un calentamiento desigual y diferencias significativas en las velocidades de enfriamiento de la pieza de trabajo, lo que resulta en mayor estrés térmico y deformación.
Características de transición de fase.
Acero inoxidable austenítico (304, 316, 321):Presenta una fase de austenita estable a temperatura ambiente, sin transformación de fase durante el calentamiento y enfriamiento, y tiene una ductilidad excelente. Sin embargo, si contiene impurezas como azufre, fósforo y silicio, es propenso a agrietarse en caliente.
Acero inoxidable ferrítico (430, 409):Todo el rango de temperatura es fase ferrita, con poca ductilidad a altas temperaturas y un alto riesgo de agrietamiento en frío.
Acero inoxidable martensítico (410, 420):Durante el enfriamiento rápido, se transforma de austenita a martensita, con alta dureza pero poca tenacidad, y requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) para reducir la fragilidad.
Acero inoxidable bifásico (2205, 2507):La austenita y la ferrita representan cada una alrededor del 50%, con resistencia equilibrada a la resistencia a la corrosión, pero sensibles al aporte de calor - el aporte de calor excesivo puede alterar el equilibrio de fases y provocar una disminución de la tenacidad.
Procesos comunes de soldadura de acero inoxidable.
Soldadura con gas inerte de tungsteno (soldadura TIG/GTAW)
Principio:El electrodo de tungsteno que no se funde se utiliza como electrodo para generar un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo. El baño fundido y el electrodo están protegidos por gas inerte (generalmente gas argón con una pureza del 99,99%) para evitar la contaminación atmosférica. Si es necesario, se puede añadir material de relleno manualmente.
Ventajas:Alta calidad de soldadura (conformación suave, alta precisión), salpicaduras mínimas, control preciso de la entrada de calor, adecuado para acero inoxidable de paredes delgadas de 0,5-6 mm, especialmente adecuado para soldar acero inoxidable austenítico y dúplex con requisitos de alta resistencia a la corrosión.
Desventajas:Velocidad de soldadura lenta, alta intensidad de operación manual y altos requisitos de habilidades del soldador.
Soldadura de metal con gas inerte/soldadura de metal con gas activo (MIG/MAG/GMAW)
Principio:Alimente continuamente el alambre de soldadura fundido como electrodo a través de una pistola de soldar y utilice gas protector (soldadura MIG: argón+2% -5 % oxígeno o argón+10% -20 % dióxido de carbono. Soldadura MAG: argón+helio, adecuada para escenarios de alta temperatura) para proteger el charco fundido.
Ventajas:Velocidad de soldadura rápida (2 a 4 veces mayor que la soldadura TIG), adecuada para acero inoxidable de 3 a 25 mm de espesor, automatización fácil de lograr y requiere menos habilidades de soldadura que la soldadura TIG.
Desventajas:Más salpicaduras que la soldadura TIG, zona afectada por el calor (HAZ) más amplia, lo que requiere limpieza posterior a la soldadura mediante esmerilado y otros métodos.
Soldadura por arco con varilla de soldadura (SMAW/soldadura por arco manual)
Principio:Se utiliza una varilla de soldadura fundida recubierta con un revestimiento. Durante la soldadura, el recubrimiento se quema para producir un charco fundido protegido por gas, que forma escoria para cubrir la superficie del charco fundido y aislar la contaminación atmosférica.
Ventajas:No se necesita gas protector externo, el equipo portátil (adecuado para soldadura en el sitio) puede funcionar en ambientes ventosos o al aire libre, adecuado para acero inoxidable de 6 a 50 mm de espesor.
Desventajas:Rango operativo estrecho, necesidad de eliminar la escoria después de la soldadura, alto aporte de calor (gran zona afectada por el calor) y fácil aparición de defectos de inclusión de escoria.
Soldadura por arco sumergido (SAW)
Principio:Utilizando alambre de soldadura fundido como electrodo, combinado con fundente granular, el arco es cubierto por el fundente ("arco sumergido") y el fundente se funde para formar escoria y gas protectores, logrando la soldadura.
Ventajas:Alta tasa de deposición (adecuada para soldadura de placas gruesas), menos salpicaduras, penetración profunda, baja necesidad de habilidades de soldador (fácil de automatizar).
Desventaja:Solo aplicable a posiciones de soldadura planas u horizontales, que requieren procesamiento y reciclaje de fundente, no apto para acero inoxidable-de paredes delgadas.
