Las grietas en tuberías estructurales huecas de acero al carbono se refieren principalmente a las que aparecen durante el proceso de soldadura. La soldadura es un proceso crucial en la producción metalúrgica, ya que permite obtener productos industriales con ventajas como una mejor calidad, menores costos y mayor productividad. Por ejemplo, es indispensable para muchos componentes metálicos importantes, como cascos de barcos, calderas, recipientes a presión y vagones.
Sin embargo, durante la soldadura de tuberías estructurales de acero al carbono, las técnicas de soldadura deficientes o las condiciones inadecuadas suelen provocar grietas en los componentes soldados. Esto resulta especialmente problemático en la soldadura de recipientes a presión de alta temperatura; las grietas pueden causar fracturas frágiles e incluso explosiones, lo que podría ocasionar graves accidentes.
La formación de grietas en la soldadura de tuberías huecas de acero al carbono se debe principalmente a los siguientes cinco factores:
(A) Una alta velocidad de enfriamiento durante la soldadura favorece la aparición de grietas. Por lo tanto, se debe evitar soldar cerca de toberas y en ambientes húmedos. Al soldar acero al carbono o acero aleado, según la composición o las características del metal base, se deben tomar medidas de calentamiento previo a la soldadura. (B) Una secuencia de soldadura incorrecta también es propensa a la formación de grietas. Cuando la secuencia es incorrecta, la fuerza de contracción de la soldadura forma nudos que dificultan la contracción libre de la soldadura, lo que resulta en una mayor tensión de contracción y grietas en la soldadura.
(C) La composición química, la estructura cristalina y los métodos de fundición de los tubos huecos de acero al carbono influyen en su comportamiento. Por ejemplo, en el acero, a mayor contenido de carbono o mayor cantidad de aleación, mayor es la dureza del acero, lo que generalmente facilita la aparición de grietas durante la soldadura.
(D) Una temperatura ambiente baja alrededor de la soldadura, o un sobrecalentamiento excesivo en la tobera, pueden causar grietas.
(E) La soldadura de tubos huecos de acero al carbono con alto contenido de azufre, fósforo y carbono es propensa a la fisuración. El fósforo es un elemento nocivo; las soldaduras con alto contenido de azufre son frágiles en caliente y frágiles en frío. El contenido de azufre en el electrodo debe ser inferior a 0,0035.
Causas de fisuras en soldaduras de tuberías estructurales huecas de acero al carbono:
1. Los diferentes materiales de las piezas de trabajo presentan distintas propiedades físicas y químicas durante la soldadura. Además, los materiales de soldadura tienen estructuras diferentes. Generalmente, los materiales de soldadura más económicos contienen más carbono e impurezas, lo que los hace más susceptibles a la combustión de impurezas internas debido a los aumentos bruscos de temperatura durante la soldadura. Los residuos sólidos de la combustión permanecen en la soldadura, afectando el resultado final.
2. Influencia de las especificaciones de soldadura: La soldadura se caracteriza por un calentamiento rápido, alta corriente y alta temperatura. Existe una gran diferencia de temperatura entre la zona de soldadura y el metal circundante, y la velocidad de enfriamiento también es relativamente rápida. Bajo tensión térmica, aparecen fisuras.
3. Influencia de la estructura de la pieza de trabajo: Durante la soldadura, se produce inevitablemente deformación en la zona de soldadura. Dado que la pieza de trabajo es rígida y no se deforma fácilmente, se genera tensión interna, lo que provoca fisuras en la soldadura.
Medidas preventivas para la aparición de fisuras en soldaduras de tuberías estructurales huecas de acero al carbono
1. Preparación minuciosa previa a la soldadura: Antes de soldar piezas de acero al carbono, es fundamental considerar las propiedades del material y las características de la pieza para garantizar una preparación adecuada.
2. Desarrollo de un proceso de soldadura óptimo: El proceso de soldadura influye significativamente en el resultado, especialmente en el tratamiento de la soldadura. Por ejemplo, seleccionar una técnica de biselado adecuada puede mejorar la calidad de la soldadura.
3. Selección de materiales de soldadura apropiados: Según el material, se recomienda seleccionar electrodos de soldadura adecuados. Los electrodos E5016 (se recomienda el alambre de soldadura ER50-6) poseen excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la fisuración.
4. Mejora de las técnicas operativas: La interrupción repentina del arco al final de la soldadura inevitablemente crea un cráter, factor que contribuye a la formación de fisuras. Una técnica de soldadura en línea recta produce un baño de soldadura estrecho y profundo.
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