Decodificando los Defectos de Soldadura: Una Guía sobre las Grietas y Cómo Combatirlas

Las fisuras de soldadura se encuentran entre los defectos más críticos, lo que pone en peligro la integridad estructural. Comprender sus orígenes y su prevención es vital para ingenieros, soldadores y jefes de proyecto. Este artículo desmitifica cuatro tipos principales de fisuras: Fisuras en caliente, fisuras de recalentamiento, fisuras en frío y desgarro laminar, ofreciendo soluciones prácticas.

1. Fisuras en caliente: cuando el calor es el enemigo

Las fisuras en caliente se forman durante la soldadura a altas temperaturas, propagándose a lo largo de los límites de grano de la austenita. Se dividen en tres categorías:

Fisuras de solidificación: Ocurren en aceros al carbono, aceros inoxidables o aleaciones de aluminio con altas impurezas de S/P. A medida que el baño de soldadura se solidifica cerca de la línea solidus , la tensión de contracción rompe los límites de grano debilitados que carecen de relleno de metal líquido.

Prevención: Reducir el contenido de S/P/C; refinar los granos con aditivos de Mo/V/Ti/Nb; precalentar las piezas de trabajo; optimizar la entrada de calor.

Fisuras de licuación:Microfisuras en las regiones HAZ o entrepasos. Los eutécticos de bajo punto de fusión en los límites de grano se vuelven a fundir bajo tensión.

Prevención: Minimizar S/P/Si/B; reducir la entrada de calor; controlar la forma del cordón de soldadura.

Fisuras de caída de ductilidad: Fisuras raras por mala plasticidad a alta temperatura durante la polygonización.

Prevención: Agregar Mo/W/Ti para aumentar la energía de polygonización.

Consejo profesional: Elegir metales de aporte con bajas impurezas y precalentamiento calibrado reduce significativamente el riesgo de fisuración en caliente. Las soluciones de soldadura modernas priorizan las químicas resistentes a las fisuras.

2. Fisuras de recalentamiento: la amenaza oculta posterior a la soldadura

Las fisuras de recalentamiento (fisuras SR) aparecen durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) en aceros/aleaciones endurecidos por precipitación (por ejemplo, aceros Cr-Mo-V). Se arrastran a lo largo de los límites de austenita de grano grueso de la HAZ.

Causa: La relajación de la tensión combinada con la precipitación de carburos/nitruros debilita los límites de grano.

Prevención:

Usar aceros de grano fino.

Aplicar un precalentamiento + postcalentamiento más altos.

Seleccionar rellenos de menor resistencia ("subajustados").

Minimizar la concentración de tensiones.

Nota del ingeniero: Los procedimientos de baja entrada de calor y la selección de rellenos a medida son clave. Las fuentes de energía avanzadas permiten un control preciso sobre los ciclos térmicos.

3. Fisuras en frío: la destrucción retardada del hidrógeno

Las fisuras en frío (fisuras inducidas por hidrógeno) aparecen horas/días después de la soldadura en la HAZ o en el metal de soldadura de aceros al carbono/aleados. Convergen tres factores:

1. Microestructura dura (Martensita).

2. Hidrógeno (de humedad, aceite, óxido).

3. Alta tensión residual.

Los tipos comunes incluyen fisuras en la puntera, fisuras bajo el cordón, y fisuras en la raíz.

Prevención:

l Usar materiales de bajo equivalente de carbono.

l Exigir electrodos/procesos de bajo hidrógeno (SMAW: EXX15/18; FCAW: con protección de gas).

l Aplicar precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).

l Optimizar el diseño de la junta para reducir la restricción.

l Asegurar una limpieza impecable.

Información crítica: El control del hidrógeno no es negociable. Los consumibles de bajo H combinados con los protocolos adecuados de horneado/almacenamiento son primordiales. El equipo dedicado garantiza una pureza constante del gas de protección y la estabilidad del proceso.

4. Desgarro laminar: la pesadilla de la placa gruesa

Esta fisura subsuperficial ocurre paralela a los planos de laminación en placas gruesas (≥25 mm), especialmente en juntas T/Y/K. Desencadenada por una alta tensión a través del espesor (dirección Z) que supera la ductilidad del metal, expone inclusiones no metálicas (MnS, silicatos).

Prevención:

l Especificar aceros de grado Z (Ψz ≥ 20-25%).

l Rediseñar las juntas para evitar una alta tensión Z (usar soldaduras simétricas, capas de mantequilla).

l Controlar el contenido de azufre (<0,005%) y la forma de la inclusión (tratamiento Ca/RE).

l Aplicar medidas de prevención de fisuras en frío (bajo H, precalentamiento).

Enfoque en la fabricación pesada: Los proyectos que utilizan secciones gruesas exigen materiales con clasificación Z y diseños de juntas que minimicen la tensión a través del espesor. Los procesos especializados de alta deposición pueden reducir los pases y la tensión.

El camino hacia la soldadura sin fisuras: defensa proactiva

Combatir las fisuras de soldadura exige una estrategia holística:

1. Inteligencia de materiales: Seleccionar metales base y metales de aporte en función de la susceptibilidad a las fisuras (CE, Pcm, clasificaciones Z).

2. Precisión del proceso: Aprovechar equipos de soldadura avanzados que permitan:

l Control preciso de la entrada de calor.

l Gestión reproducible de la temperatura de precalentamiento/entrepasos.

l Entrega optimizada de gas de protección.

3. Disciplina del procedimiento: Aplicar protocolos estrictos para la preparación de las juntas, la manipulación de los consumibles (¡bajo H!) y el PWHT.

4. Sabiduría del diseño: Evitar los concentradores de tensión; equilibrar la simetría de la soldadura.

Perspectiva de Chenxiang: En Chenxiang China, diseñamos soluciones que se dirigen a las causas fundamentales de la fisuración. Nuestra gama de electrodos de hidrógeno ultra bajo  (cumplen con AWS A5.1 / A5.5), fuentes de energía inversoras con control de precisión, y gases de alta pureza están diseñados para proporcionar la estabilidad y el control necesarios para soldaduras críticas. Desde consumibles de grado Z para secciones gruesas hasta sistemas automatizados que garantizan perfiles térmicos perfectos, nos asociamos con los fabricantes para construir la integridad desde el arco hacia arriba.La prevención de fisuras no es suerte, es el resultado de los materiales correctos, los procesos correctos y los socios correctos.

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