Como todas las cosas en la vida y más aún en las empresas, la clave para hacer bien las cosas requiere como mínimo encontrar el proceso preciso, para obtener óptimos resultados y con los más altos estándares de productividad, y soldar acero inoxidable no es la excepción

El acero inoxidable se encuentra por todos lados, desde nuestras cocinas y ropa, hasta hospitales, restaurantes y carros. Este metal de bajo mantenimiento ofrece una mezcla de fuerza y resistencia a la corrosión que otras aleaciones no pueden igualar.

Antes que nada se debe tener en cuenta que soldar  acero inoxidable es muy diferente a la soldadura de piezas de otro tipo de acero. 

Mientras que el punto de fusión de otros aceros es de 1540ºC el punto de fusión del acero inoxidable es entre 1400 – 1450º, al requerir el acero inoxidable menos calor para producir la fusión, la soldadura es más rápida para el mismo calor.  

Hay que tener en cuenta las diferencias entre las propiedades del acero inoxidable y del acero para que la soldadura sea un éxito. Además, el empleo de estas aleaciones de inoxidable se aplican en la industrias farmacéutica, alimenticia y nuclear por lo que es de vital importancia que sean de máxima calidad y cuyo resultado no merme la resistencia a la corrosión o de salubridad.

 

La soldadura de acero inoxidable

La soldadura de acero inoxidable genera un baño que resulta menos fluido que el de otros aceros oxidables. La penetración obtenida no es tan grande. Para compensar estos inconvenientes se debe prestar mucha atención a las operaciones previas de preparación y separación de bordes. Es necesario crear un chaflán en los bordes para facilitar así la fluidez y penetración del baño de fusión.

Los aceros inoxidables poseen una mayor resistencia eléctrica debido a su composición. Lo cual implica  un mayor nivel de intensidad de corriente en el equipo de soldadura, aproximadamente entre un 25% y 50% mayor.

Si  la energía eléctrica es baja dará un arco muy inestable, con interferencias de la escoria que se puede pegar en el electrodo y  provocará un cordón inadecuado. Por lo contrario, si la corriente es muy alta, generará demasiado salpicado y habrá poco control sobre el baño de fusión, ocasionando fisuras y  pérdida de resistencia a la corrosión debido a la pérdida de cromo.

La posición del electrodo depende de las técnicas de avance en función a la posición en que se realiza la soldadura:

  • A la derecha. Produce mayor penetración y avance de la pistola, generando un baño caliente muy fluido, su mayor habilidad.
  • A la izquierda. Es para soldar chapas finas, porque la penetración es muy poca, porque genera cordones muy anchos.
  • En vertical. El electrodo se mantiene perpendicularmente a la pieza.
  • En cornisa. El baño del cordón superior de arriba gotea por la gravedad.
  • En techo. Se necesitan varias pasadas pequeñas. 

 

Preparando las piezas que se van a soldar

1er paso: 

Las piezas a ser soldadas deben ser adecuadamente cortadas con las medidas correctas, geométricamente, para colocarlas y montarlas. Con las piezas inoxidables, no se debe recurrir a un corte oxiacetilénico. Este método forma una gran cantidad de óxidos de cromo refractarios, cuyo punto de fusión es superior al metal base.

2o paso:  

Preparación adecuada de los bordes,  ni muy ancha ni muy estrecha. Porque si  es muy ancha va a requerir mayor cantidad de material de aporte,  y si es muy estrecha no permite al cordón  penetración completa. Se recomienda una separación entre bordes igual que el diámetro del electrodo que se vaya a emplear, practicando un ángulo de 60º para biseles en “V”.

3er paso

Alinear los bordes y punteado de la soldadura. Se debe considerar el alineamiento adecuado de las piezas antes de soldar ya que esto mejora la tolerancia de fabricación, además del aspecto final del cordón y el tiempo requerido para soldar, y para generar una menor deformación residual de las piezas soldadas.

4o paso

Nivel de penetración de la soldadura. Para que una soldadura mantenga  propiedades de resistencia mecánica, es básico considerar los tipos de enlaces del acero. Y es necesario que la penetración del metal de aporte sea completa, de manera que rellene todo el espacio entre las piezas soldadas.

5o paso

Limpieza. Una limpieza insuficiente podría provocar una pérdida de resistencia a la corrosión del propio cordón de soldadura o de las zonas adyacentes afectadas térmicamente. Debe estar limpio los bordes y las superficies. Los bordes deben estar libres de óxidos superficiales.

Además, de la limpieza debe evitarse la humedad, cuya presencia puede producir porosidades en el cordón de soldadura.

6o paso

Ventilación y control de humos. En los procesos de soldadura una correcta ventilación es fundamental para reducir al máximo la exposición de humos de los soldadores.

Tipos de soldadura más utilizados para los aceros inoxidables

 

  • Soldadura por arco manual con electrodo revestido o SMAW

 

En este proceso para soldar el electrodo es un alambre revestido, el soldador controla el proceso de forma manual sobre la longitud y dirección del arco que se establece entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar.

El calor generado por el arco eléctrico funde el revestimiento y la varilla metálica del electrodo, a la vez que la combustión del revestimiento sirve para crear una atmósfera protectora que impide la contaminación del material fundido. Las gotas de metal fundido procedentes de la varilla metálica del electrodo van a depositarse en el baño de fusión. Una vez frío el cordón debe quitarse la escoria.

 

 

  • Soldadura TIG

Está técnica es uno de los procedimientos más adecuados para soldar el acero inoxidable. El arco eléctrico se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base, bajo una ambiente protector obtenido por un gas inerte, el argón. Es para proteger del aire de alrededor al metal fundido de la soldadura. Si es necesario, también se puede agregar metal de aporte en forma de alambre o varilla que se introduce dentro del arco, de forma ya sea manual o automática, para fundirlo y cuyas gotas caigan dentro del baño de fusión.

Este tipo de soldadura TIG genera cordones de gran calidad, sin escorias, por eso  se usa para soldaduras no consumibles sin revestimiento, ni proyecciones, soldaduras de responsabilidad y de calidad. Para piezas de poco espesor hasta unos 6 mm, en mayores esta técnica no es económica, para estas se usa la soldadura por arco sumergido.

Las ventajas de  técnica TIG:

 

  • No genera escorias en el cordón Se puede emplear todas las posiciones ya mencionadas. 
  • No genera salpicaduras alrededor del cordón
  • Afectación  mínima de la composición química y propiedades del metal base durante la soldadura

 

  • Soldadura MIG

 

En la técnica MIG y en el MAG se crea un arco eléctrico entre un electrodo consumible que se presenta como un alambre desnudo y la pieza a soldar o el material de base.

Para la soldadura MIG el arco como la soldadura se protegen del aire del entorno mediante la acción de una envolvente gaseosa, por argón como el helio.

Para mejorar el proceso se utilizan pequeñas cantidades de gases activos,  oxígeno e hidrógeno.

Para soldar acero inoxidable con hilo los diámetros más usuales son 0,8; 1,0; 1,2;1,6 y en algunos casos 2,4 mm. El formato estándar del hilo son bobinas de diferentes tamaños. Los hilos van recubiertos de cobre para que la conductividad del hilo con el tubo de contacto sea adecuada, para que no aparezcan oxidaciones.

Los Electrodos

Es básico saber de antemano el contenido de hierro en el metal base para soldar, para elegir el contenido del material de aporte. El comportamiento de la soldadura de los aceros inoxidables austeníticos varían según su estructura interna. Va desde los que son completamente austeníticos como el 310, hasta otros que poseen doble estructura austenítica y ferrítica como los grados 308, 309, 312, etc.

Es recomendable que el % de ferrita en el electrodo esté balanceado con el de austenita, para lograr así que el cordón de soldadura adquiera resistencia al agrietamiento.

Para ello el uso del diagrama de Schaeffler se podrá determinar entre otros datos la estructura final del metal base, del material de soldadura y del depósito soldado y las características mecánicas del cordón de soldadura obtenido, para ello será necesario conocer la composición química de los materiales en cuestión.