8 Soldabilidad Ss

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Cerro Matoso

8. Soldabilidad de los Aceros Inoxidables

INSTITUTO DE SOLDADURA WEST ARCO

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Cerro Matoso

Aleación: Fe + C + Cr +


Ni

Mn

N

Mo

Si

Nb [Cb], Ti, Ta

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CLASIFICACIÓN Por su aleación:1. Aleación de Cr2. Aleación de Cr-

Mo3. Aleación de Cr-Ni

Por su estructura:

1. Martensíticos2. Austeníticos3. Ferríticos


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Clasificación AISI de aceros al Cr y al Cr-Ni

AISI 2XX: Austeníticos al Cr-Ni-Mn

AISI 3XX: Austeníticos al Cr-Ni

AISI 4XX: Ferríticos y martensíticos al Cr

(AISI 5XX: Martensíticos Cr-Mo)


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Características de los aceros inoxidables ferríticos

Aleaciones Fe+C+Cr con adiciones de Al, Co, Mo y Ti (evitan la transformación de estructuras en el enfriamiento, no son endurecidas)

Alta Tenacidad Ferromagnéticos Alta resistencia a la corrosión por

picado en ambientes con Cl [cloro] Soldabilidad no muy buena


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Aceros inoxidables ferríticos

1. Cr+C y Ti o Al: (405: 12%Cr + Al); 409

Fácilmente trabajables Económicos Buena resistencia a la corrosión Baja Tenacidad No requieren PWHT


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2. Cr+C Baja Tenacidad Corrosión Intergranular si no reciben PWHT 430: 17%Cr (uso general); 442: 21%Cr;

446: 25%Cr Pueden evidenciar agrietamiento si la

junta es muy restringida Precalentamiento a 150°C


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3. Bajo N y C: 444 (18 Cr-2Mo); 26-1 (26 Cr-1 Mo) Buena Tenacidad Si tienen Cd o Ti: Susceptibles a CI Se debe evitar la Fase


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Soldabilidad de aceros inoxidables ferríticos

Fase : En PWHT de 700°C a 850°C pasar rápidamente de 370°C a 530°C para evitar la fragilidad

Fragilización por crecimiento de grano en ZAC ( y Tenacidad)

En algunos casos puede presentarse tendencia a fisuración en frío, caso en el cual se puede requerir precalentamiento: (150°C a 250°C)

Metales de aporte:1. Similares al MB

2. Austeníticos3. Aleaciones de Ni


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Características de los Aceros Inoxidables Martensíticos

Aleaciones Fe+Cr+C con Cr: 11.5% y 18% (permiten la transformación de su estructura al enfriarse: Producen estructuras de Temple)

Pueden tener adiciones de Mo, Va o W: Mejoran las propiedades a alta temperatura

Alta dureza Resistentes al calor hasta 660°C Capacidad, por temple, de producir amplio rango de

PM a $ con el revenido La más baja resistencia a la corrosión en el grupo de

aceros inoxidables Ferromagnéticos Soldabilidad media o baja


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Aceros inoxidables martensíticos

410 (13% Cr, 40 Rc) 410 NiMo (13%Cr, 4%Ni, 0.5%Mo, 38

Rc) 420 (13%Cr, 0.15%C mín., 52 Rc) 440 (17%Cr, .6/1.2%C, 60 Rc)


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Composición Química de Aceros Inoxidables Martensíticos


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Soldabilidad de aceros inoxidables martensíticos

Riesgo de fisuración en frío, por lo que requiere precauciones: precalentamiento, alta entrada de calor, enfriamiento lento y dependiendo del espesor y del contenido de carbono: PWHT

Metales de Aporte:1. 403, 410, 414 y 420: E 410-162. 420: C. E 420-163. Unión a otros MB: Austeníticos 308, 309 y 310


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Precalentamiento, entrada de calor y tratamiento posterior a la soldadura para

aceros Inoxidables Martensíticos


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Características de los aceros inoxidables austeníticos

Cr (>16%)+Ni+Mn (>24%). No presentan cambio de estructura: No son templables

No ferromagnéticos [NO LOS ATRAE EL IMÁN]

Excelente ductilidad Excelente resistencia a la corrosión 530°C Alta tenacidad En general muy buena soldabilidad


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Aceros inoxidables austeníticosresistentes a la corrosión

304 (18%Cr, 8%Ni) 304L (0.03%C máx.) 308 (20%Cr, 10%Ni) 316 (18%Cr, 12%Ni, 2.5%Mo) 316L (0.03%C máx.) 317 (19%Cr, 14%Ni, 3.5%Mo)

321 (18%Cr, 10%Ni + Ti) 347 (18%Cr, 10%Ni +

Cb)


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Aceros inoxidables austeníticosresistentes al calor

302B (18%Cr, 8%Ni, 2.5%Si) 309 (23%Cr, 13%Ni) 310 (25%Cr, 20%Ni) 314 (25%Cr, 20%Ni, 2%Si)


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Composición Química de Aceros Inoxidables Austeníticos


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Soldabilidad de los aceros inoxidables austeníticos

Fase Fisuración en caliente por desbalance

de la composición química del depósito (consumible o variables del procedimiento)

Precipitación de carburos que puede causar corrosión intergranular en condiciones de servicio.


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Corrosión intergranular en acero AISI 304


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Selección de electrodos

Aceros Inoxidables


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Especificaciones AWS

AWS A5.4 (ASME SFA 5.4): Electrodos Revestidos

AWS A5.9 (ASME SFA 5.9): Alambres

AWS A5.22 (ASME SFA 5.22): Alambres tubulares


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AWS A5.4. Electrodos Revestidos para soldar Aceros

Inoxidables

E- XXX-YY

ELECTRODO

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL DEPOSITO DE SOLDADURA SEGÚN AISI

POSICIÓN DE SOLDEO

TIPO DE CORRIENTE Y POLARIDAD

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Tipo de corriente y posición de soldadura para electrodos

revestidosClasificación Corriente Posición

EXXX(X)-15 dcep Todas

EXXX(X)-25 dcep Plana, Hztl

EXXX(X)-16 dcep o ac Todas

EXXX(X)-17 dcep o ac Todas

EXXX(X)-26 dcep o ac Plana, Hztl


-15: Revestimiento Cálcico: Mejor penetración

-16: Revestimiento Rutílico: Mejor acabado

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Electrodos Revestidos.AWS A5.4


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Electrodos Revestidos. AWS A5.4 (cont)


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AWS A5.9. Alambres Sólidos para soldar

Aceros Inoxidables

ER- XXX-Y

ELECTRODO COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL DEPOSITO DE SOLDADURA SEGÚN AISI

ROD

H

L

Ni Mo

Mo

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AWS A5.9. Alambres Sólidos para soldar

Aceros Inoxidables

ER308LSiER309LSiER316L

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AWS A5.22. Alambres Tubulares para soldar

Aceros Inoxidables

E- XXXY-T#-#ELECTRODO

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL DEPOSITO DE SOLDADURA SEGÚN AISI

1 / 4

H / L ALAM

BRE TUBULAR

1 ó 4

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AWS A5.22. Alambres Tubulares para soldar

Aceros Inoxidables

E308LT1-1E309LT1-1E309LMoT1-4E316LT1-1E347T1-1

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Medio de protección para alambres tubulares

Clasificación AWS Gas de protección

EXXXTX-1 CO2

EXXXTX-3 Ninguno

EXXXTX-4 75/80A + CO2


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FACTORES PARA SELECCIONAR

CORRECTAMENTE UN METAL DE APORTE

Composición Química del Metal Base Resistencia a la corrosión del Metal Base Dimensiones de la sección que se va a

soldar Corriente disponible [CA ó CD] Posición o posiciones en la que se va a

soldar

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Recomendaciones para la soldadura de aceros inoxidables

Requieren mayor control de distorsión pues su coeficiente de expansión térmica es mayor que el de los aceros al carbono

Es conveniente el uso de corriente menor pues su resistividad eléctrica es mayor

Su menor conductividad térmica implica una mejor aprovechamiento del calor del arco, lo cual implica menor necesidad de corriente


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Recomendaciones para la soldadura de aceros inoxidables

Utilizar gratas de acero inoxidable. Las piquetas, discos y demás elementos de limpieza solo deben usarse en acero inoxidable

Evitar contacto con piezas de hierro o acero al carbono y viruta o residuos proveniente de ellos


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Criterios generales de selección

Rata de depósito, espesor del material

Composición química similar (excepciones en martensíticos y ferríticos)

Condiciones de servicio (oxidación, corrosión, temperatura)

Posición y condiciones de soldadura Uniones disímiles


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Propiedades físicas de aceros inoxidables


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