El acero al carbono es resistente y muy duradero. Como material asequible, el acero al carbono soporta grandes cargas y tiene buena soldabilidad, por lo que es una opción ideal para proyectos de soldadura.
Aunque sus aplicaciones son amplias, muchos ingenieros y técnicos se enfrentan a menudo a una serie de retos en el proceso de soldadura del acero al carbono, como la selección del material, la complejidad de los procesos de soldadura y el control de calidad de las uniones soldadas. El rendimiento de la soldadura está directamente relacionado con la resistencia y durabilidad del producto final.
Por eso queremos ayudarle con este artículo. Profundizará en su conocimiento de las mejores prácticas para soldar acero al carbono. Esto es crucial para mejorar la calidad de la soldadura y reducir los riesgos.
¿Qué es el acero al carbono?
El acero al carbono es una aleación compuesta principalmente por hierro y carbono, con un contenido de carbono que suele oscilar entre 0,05% y 2,1%. Debido a su excelente resistencia, durabilidad y economía, el acero al carbono se ha convertido en uno de los materiales más utilizados en la industria manufacturera.
No sólo se utiliza ampliamente en la construcción y las infraestructuras, sino que también desempeña un papel importante en la fabricación de automóviles y la industria energética.
El acero al carbono moderno se ve afectado por pequeñas cantidades de otros elementos de aleación. Entre ellos están el manganeso, el silicio y el cromo. Añadirlos puede mejorar sus propiedades mecánicas y la soldadura.
Acerca del acero al carbono soldado
Tipo de acero al carbono
El acero al carbono se define como acero con un contenido de carbono inferior a 2,11% y contiene una pequeña cantidad de Mn, Si, S, P, O y aleaciones hierro-carbono con otras impurezas llamadas aceros al carbono.
Según el contenido de C(carbono) se puede dividir en:
- Contenido industrial de hierro-carbono puro Wc<0,04% aleación de hierro-carbono;
- Acero bajo en carbono – contenido de carbono Wc<0,25% acero al carbono;
- Acero de medio carbono – contenido de carbono 0.25%
- Acero con alto contenido de carbono – contenido de carbono Wc>0,60% acero al carbono;
Procesos de soldadura
Factores que influyen en la soldadura
Cuanto mayor sea el contenido de carbono, mayor será la dureza y menor la soldabilidad. Por lo tanto, el método de soldadura es diferente para diferentes contenidos de carbono y debe ajustarse según el contenido real.
Elementos de aleación: La presencia de elementos de aleación, como manganeso o silicio, influye en el proceso de soldadura. Conocer el nivel de elementos de impureza puede ayudar a encontrar el método de soldadura adecuado.
Otros elementos de aleación, fósforo, azufre, oxígeno y nitrógeno, también afectan la soldabilidad. La temperatura eutéctica del hierro y del sulfuro de hierro es baja (985 ℃). Por lo tanto, durante el trabajo en caliente, el eutéctico del hierro y el sulfuro de hierro ya se ha derretido debido a la temperatura de procesamiento, que generalmente es de 1150 ~ 1200 ℃, lo que produce grietas durante el procesamiento, un fenómeno conocido como "fragilidad térmica del azufre". Por lo tanto, el contenido de S en el acero debe comprobarse estrictamente. Por otro lado, el azufre también tiende a provocar porosidad en la soldadura.
Puntos de soldadura
Antes de soldar, se pueden utilizar las siguientes medidas para reducir los defectos de soldadura y mejorar la calidad de la tubería:
- Precaliente antes de soldar y mantenga la temperatura entre canales durante la soldadura.
- Se utilizan materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno o ultra bajo hidrógeno.
- Suelde continuamente toda la soldadura para evitar interrupciones.
- Inicie el arco en la ranura, evite magullar el material base y preste atención a llenar el hoyo del arco al apagar el arco.
- No formar, corregir y montar a bajas temperaturas.
- Mejorar las condiciones de trabajo en frío tanto como sea posible.
Tecnología de soldadura
Soldadura por arco
La soldadura por arco es el método más utilizado para soldar tuberías de acero. La soldadura por arco manual es adecuada para la producción en lotes pequeños, mientras que la soldadura por arco sumergido es adecuada para la producción en masa. La soldadura por arco de argón se utiliza comúnmente en ocasiones que requieren una alta calidad de soldadura, como en las industrias alimentaria y farmacéutica.
Soldadura con gas protector
La soldadura con protección de gas incluye principalmente soldadura por arco de argón, soldadura por arco de argón y soldadura por arco de argón con gas mixto. Estos métodos en el proceso de soldadura utilizan protección de gas inerte para evitar la contaminación por oxígeno y nitrógeno, mejorando así la calidad de las uniones soldadas.
Soldadura por inducción de alta frecuencia
La soldadura por inducción de alta frecuencia es adecuada para producir tubos de acero al carbono con diámetros pequeños. El método genera calor a través de una corriente de alta frecuencia, calienta rápidamente la tubería y la suelda. Este método de soldadura es rápido, eficiente y adecuado para la producción en masa.
Otras consideraciones
La soldabilidad del acero al carbono disminuye con el aumento del contenido de carbono porque el acero con mayor contenido de carbono se endurece fácilmente después de un enfriamiento rápido a la temperatura de soldadura.
Después del endurecimiento, las zonas de soldadura y calor se ven fácilmente afectadas por la plasticidad de la disminución de la tensión de soldadura bajo la acción del agrietamiento.
Por lo tanto, al soldar acero al carbono con alto contenido de carbono, se debe prestar atención a reducir la velocidad de enfriamiento.
En resumen, la soldadura de acero al carbono debe basarse en su diferente contenido de carbono para tomar las medidas de proceso adecuadas.
Se debe prestar atención al bajo contenido de carbono, como el acero dulce, para evitar limitaciones estructurales y tensiones térmicas desequilibradas causadas por grietas; Los aceros con alto contenido de carbono, como el acero con alto contenido de carbono, además de prevenir las grietas causadas por estas tensiones, también deben prestar especial atención a prevenir las grietas inducidas por el enfriamiento.