Fisuración en soldadura

8/21/2019 Fisuracin en soldadura

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24/02/2014 INGESOLD - Fisurac in 1

FISURACIN EN UNIONES SOLDADAS

La tendencia a la fisuracin de unajunta soldada es el fenmenomas importante quelimita lasoldabilidad de los aceros.


1.- FISURACIN EN EL CORDN DE SOLDADURA

La fisurasse formana alta temperatura y frecuentemente durantela etapa desolidificacin (fisuracin encaliente).

Son tres causas principales las que pueden originar problemas

defisuracinen el cordn desoldadura:1.1 Condiciones de enfriamiento a partir del metal lquido

a) Retirada brusca del electrodo alterminar el cordn de soldadura(Fisuras decrter).


La solidificacin viene acompaada de una disminucin devolumen, la misma que puede conducir a la formacin de un crtery del rechupe central.

El rechupeacta como un concentrador detensiones.

Las tensiones de contraccin (detrs del crter) y las tensionesdebidas a la separacin de bordes (delante del crter), puedengenerar presencia defisuras.


Las fisuras de crter son mas significativas en los siguientescasos: Cuanto mayor sea laseparacin debordes. Porencima de4 a

5 mm de separacin, la probabilidad de aparicin defisurasesmuy alta.

Cuanto ms brusca sea la retirada delelectrodo al finalizarlaejecucindel cordnde soldadura

Separacin debordesde6 mm


La precaucionesque se utilizanpara evitar elcrter y las fisurasdecrterson las siguientes:

Controlar separacin debordes en la junta.

Mayor aporte de material al finalizar el cordn (fusinprolongadadel electrodo o ligeroretrocesodel mismo)


b) Insuficiente cantidad de material de aporte puede originar fisurasen el cordn desoldadura.

El material de aporte noes capaz de soportar lascontracciones debidasa la solidificacin yenfriamiento.


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1.2 Presencia de impurezas en el metal de aporte

P y S tienden a precipitarse en lmite de grano formadocompuestos debajo punto defusin,los cuales tienden agenerarfisuras debido a las contracciones desolidificacin yenfriamiento.

Si el metal base tiene altos contenidosde impurezas, las fisuras puedenpropagarse fuera del cordn desoldadura.

Material basecon 0.07 %S y 0.09 %P

Los materiales deaporte tiene especificadosbajos contenidos deP y S.

Elemento Material de aporte Material base

P (mx.) 0.015 0.04

S (mx.) 0.025 0.05



1.3 Restriccin de movimiento en la junta soldada

Unajunta muyembridada puede ocasionarfisuras en el cordn desoldadura.

Una secuencia desoldadurainadecuada puedegenerar fisuras enelcordn desoldadura.



1.4 Presencia de hidrgeno en el material depositado La presencia de Hidrgeno en el cordn de soldadura puede ser

causade fisuras deltipo fish eyes(fisuracin en fro).

Estas fisuras se propagan por accin de cargas externas detraccin.


2.- Desgarre laminar (ZAC yMaterial base) Un material base conalto nivel de inclusionesessusceptiblede

presentardesgarre laminar enjuntasen T.
http://www.hobartbrothers.com/content/hot-crack.JPG


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Puede evitarse el desgarre laminar con un adecuado diseo dejunta

(a) (b)



3.- Fisuracin inducida por hidrgeno en la ZAC El Hidrgenopuede generarvarios tipos de fisuras en la ZAC

Las principales causas para la fisuracin enfro de la ZACson lassiguientes:

3.1 Composicin qumica del material base

Todos los aceros que son susceptibles depresentarestructurasmartensticas son sensibles a la fisuracin de la ZAC (Aceros alcarbono yAceros aleados).


A mayor % C.E. se tiene menor VCT y por tanto mayorprobabilidad de tener martensita, con el consiguiente riesgo defragilizacin y posible fisuracin de la ZAC.

A mayor %C la martensitaque se obtengaser de mayor durezay mas frgil, generando mayor fragilidad y mayor riesgo defisuracin en la ZAC.

A mayor espesor a soldar se tiene mayor velocidad deenfriamientoy por tanto mayor probabilidad de tenermartensitaen la ZAC.


3.2 Presencia de hidrgeno La presencia de H en la ZAC incrementa la tendencia a la

fisuracin(fisuracin en fro orotura diferida).



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El tipo de microestructura presente en la ZAC influye en latendencia a la fisuracin porhidrgeno.

Martensita Martensita revenida Perlita laminar

Perlita globular

> Fragilidad


3.3 Presencia de tensiones residuales

La presenciade tensiones internas ocasiona fragilidaden la ZAC(mayor riesgo defisuracin).

La distribucin de temperaturas que ocasiona el ciclo trmico,genera diferentes grados de dilatacin y contraccin en la junta

soldada, lo que se reflejaen la presencia detensiones residuales.

ZAC

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A mayor grado de embridamiento se tiene mayor nivel detensiones residuales(mayor fragilidad).

A mayor espesor se tiene mayor autoembridamiento.

Presencia de martensita origina mayor nivel de tensionesresiduales (estructurade no equilibrio).


3.4 Prevenciones contra la fisuracin inducida por hidrgenoa) Usar tcnicas de bajo hidrgeno:

Uso de electrodos bsicos.

Almacenamiento adecuadode electrodos.

Limpieza desuperficies a unir (grasasy aceites).


El almacenamiento y resecado de electrodos se debe realizarsiguiendolas recomendacionesdel fabricante.


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b) Precalentamiento de material base

Tienecomo objetivodisminuir lavelocidad de enfriamiento parareducir elriego depresencia demartensitaen la ZAC

Adicionalmente se consigue disminuir el nivel de tensionesresidualesy facilitar el desprendimiento degases atrapados.

A mayor temperatura deprecalentamiento se consigueuna menorvelocidad deenfriamiento.


La temperatura deprecalentamiento sermayor cuanto mayor seael riego de temple en el acero base (mayor % CE y mayorespesor).

% CE

CE: C +Mn/6 +Si/24 +Ni/40+Cr/5 +Mo/4


Ejemplos de mnimas temperaturas de precalentamiento y deentre pasadas (C)para diferentes aceros y diferentes espesores:

Espesor de acero (mm)

Acero 2.5 5 10 25 50

1030 ----- ----- 70 180 220

1035 ----- ----- 140 220 260

1040 ----- 130 240 290 320

4140 250 330 360 390 400

4340 350 400 420 450 460

El precalentamiento debe hacerse en un rea que abarque 100mm acada lado delcordn desoldadura.



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