Aceros de Dificil ad

SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS EXPOSITOR: RAMON NEYRA P. EXSA S.A. Div. Soldaduras

ACEROS AL CARBONO • DEFINICIÓN: – Son los metales que están compuesto básicamente de Hierro y Carbono

• CLASIFICACIÓN: – Aceros de Bajo Carbono: – Aceros de Medio Carbono: – Alto Carbono de Alto Carbono

Aceros de Bajo Carbono....

Características: • Son aquellos que tienen hasta 0.25 %C. • Son soldables sin ninguna dificultad. • Para soldar no requieren procedimientos especiales, (cuando los materiales son de espesores mayores a 19 mm. se recomienda dar un ligero precalentamiento (~60º C), también cuando la temperatura ambiente es baja ( < 5ºC.)

Aceros de Bajo Carbono • Son los aceros conocidos como: – Acero Comercial, ASTM A 36, Acero dulce.

• Para soldar se emplean electrodos de la serie: AWS E 60XX y 70XX • • • • • •

CELLOCORD AP CELLOCORD P OVERCORD OVERCORD S FERROCITO 24 SUPERCITO

AWS E 6011 AWS E 6010 AWS E 6013 AWS E 6013 AWS E 6024 ó 7027 AWS E 7018

Aceros de Bajo Carbono... • PROCESOS SEMIAUTOMÁTICOS: – MIG-MAG • Alambre CARBOFIL PS 6 GC

AWS E 70S 6

– OPEN ARC (Alambres Tubulares) • EXSATUB 711 • EXSATUB 71 • EXSATUB 74

AWS E 70T-11 AWS E 70T-1 AWS E 70T-4

– ARCO SUMERGIDO • Alambre PS-1 con: • Flux POP 185, POP 180, POP 175

ACEROS DE MEDIANO CARBONO • Son aceros que contienen entre 0.25 a 0.45 %C y el Mn. hasta 0.9 % sin elementos aleantes adicionales. – Ejemplo: SAE 1030, SAE 1040, SAE 1045

• SOLDABILIDAD: – Son Fácilmente Soldables, si se toman las precauciones siguientes: • Selección del procedimiento.

Selección de procedimiento para aceros de mediano carbono • Precalentamiento • Formula para determinar la Tº de precalentamiento TP = 350 ct - 0.25 ct = Cq + Ce Cq = %C + Mn/6 + Si/4 Ce = 0.005 x e (mm) x Cq

ACEROS DE MEDIANO CARBONO... • Selección del Electrodo – Se buscará un electrodo que tenga características de composición química y mecánicas similar al metal base. – Por lo general se usan electrodos de bajo hidrogeno baja aleación.: – SUPERCITO – TENACITO 80

– TENACITO 110

AWS E 7018 AWS E 8018 C3 AWS E 11018 G

• Alambres tubulares: • • • •

EXSATUB 71 EXSATUB 81 Ni 1 EXSATUB 81 Ni 2 EXSATUB 110

AWS E 71 T-1 AWS E 81 T-1 Ni1 AWS E 81 T-1 Ni2 AWS E 110 T-1

• Arco Sumergido: • Alambres PS-1, PS-2, PS-3 • Fundentes: POP 175, POP 185, POP 120 TT

ANSI/AWS D1.1 Temperatura mínima de Precalentamiento e Interpase Especificación del Categoría acero ASTM

A

B

Proceso de soldadura

Espesor más grueso en el Tº de punto de soldadura. precalentamiento Pulg mm. Minima ºC

A 36 A 53 Gr B A 106 Gr B A 131 GR A, B,CS,D,DS,E A 139 Gr b A 382 Gr Y35

A 516 A 524 Gr 1y2 A 529 A570 todo A 573 Gr 65 A 709 Gr 36 API 5L Gr B X-42

SMAW Hasta ¾” Electrodo que no ¾” a 1.5” sea de Bajo 1.5” a 2.5” Hidrogeno

A 36 A 53 A 106 Gr B A 131 Gr S,A,B,CS,D,DS, E,HA A 139 Gr B A 242 A 381 Gr Y35 A 441 A 500 Gr A,B A 501 A 516 A 524 Gr 1y2 A 529 A 527 clase 1y2

A 570 todos Gr A 572 Gr 4250 A 573 Gr 65 A 588 – A 595 Gr A,B y C A 607 Gr 45,50, 55 A 618 A 633Gr A,B,C,D A 709 Gr 36, 50, 50W, A 808 API 5L Gr B X 42

19 mm

NO

19 a 38 mm.

66

38 a 63.5 mm

107

> 2.5”

> 63.5 mm

150

SMAW Electrodos de bajo hidrogeno

Hasta ¾”

19 mm

NO

SAW

¾” a 1.5”

19 a 38 mm.

10

1.5” a 2.5”

38 a 63.5 mm

66

> 2.5”

> 63.5 mm

GMAW FCAW

107

ANSI/AWS D1.1 Temperatura mínima de Precalentamiento e Interpase Categoria

C

D

Especificación del acero ASTM

A 572 GRADO 60, 65 A 663 GRADO E API 5L GRADO X 52

A 514 A 517 A 709 GRADOS 100 y 100w

Proceso de soldadura SM AW Con electrodo de Bajo Hidrogeno

SM AW Con electrodo de Bajo Hidrogeno SAW con alambre aleado ó acero al C. Fundente Neutro. GM AW FCAW

Espesor más grueso en el Tº de punto de soldadura. precalentamiento Pulg mm. Minima ºC Hasta ¾” ¾” a 1.5” 1.5” a 2.5”

19 mm

10

19 a 38 mm. 38 a 63.5 mm

> 2.5”

> 63.5 mm

Hasta ¾”

19 mm

¾” a 1.5”

19 a mm.

1.5” a 2.5”

38 a mm

> 2.5”

> 63.5 mm

66 107 150 10

38

63.5

50

80

107

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA PARA ACERO DE BAJA ALEACION DE DIFICIL SOLDABILIDAD

EXSA S.A./OERLIKON

DEFINICIONES SEGÚN A.W.S.3.0 Libro : TERMINOS, ESTÁNDAR Y DEFINICIONES EN SOLDADURA PROCEDIMIENTOS EN SOLDADURA: Son los elementos en detalle de un proceso para conseguir un buen resultado en soldadura. CALIFICACION DEL PROCEDIMIENTO: Es la demostración que la soldadura hecha con un procedimiento específico puede encontrarse en los estándares prescritos.

DIAGRAMA DE B.A. GRAVILLE 0.5

0.4

%C 0.3

ZONA II

ZONA III

0.2

0.1

ZONA I 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 C.E.% C.E. = %C+1/6(%Mn+%Si)+1/15(%Ni+%Cu)+1/5(%Cr+%Mo+%V) Zona I : Acero de poca susceptibilidad a la fisura Zona II : Acero de alta templabilidad Zona III : Acero cuya microestructura resultante por efecto del calor es susceptible de fisuración bajo cualquier condición

Aceros de Bajo carbono y baja aleación de alta Resistencia GRADO HY 80

XAR 400

ANALISIS QUIMICO %C %Mn %P y S %Si %Cr %Ni %Mo %B

C.E.%

0.18 0.25 0.025 0.20 1.40 2.65 0.40 -----

0.20 1.00 0.035 0.040 0.60 ----0.25 0.08

0.792 0.603 CARACTERISTICAS MECANICAS

Límite elástico N/mm2 Resistencia a la tracción N/mm2 Elongación % Impacto Ch V Joule (-80C) Espesor 1/2” - 2” Mayor a 2” Soldabilidad Tratamiento térmico

560 630-670

700 800

20

16

62 ----40 ----Especial Especial Q &T enfriamiento por inmersión y templado

Aceros de mediano carbono y baja aleación de alta resistencia

%C %Mn %P y S %Si %Cr %Ni %Mo C.E.%

AISI4340

AISI 4140

34CrNiMo6

42CrMoS4H

(V- 155) ANALISIS QUIMICO

(V-320)

0.38 0.50 0.03 0.30 1.50 1.50 0.20 0.953

0.41 0.70 0.03 0.30 1.10 ----0.20 0.873

CARACTERISTICAS MECANICAS Límite elástico N/mm2 Resistencia a la tracción N/mm2 Elongación % Impacto (Joules) -20 C Soldabilidad Tratamiento térmico

560 730

614 774

11 > 130 Especial Bonificado

9 > 90 Especial Bonificado

DIAGRAMA DE B.A. GRAVILLE 0.5

4140 4340

0.4

%C

ZONA II

0.3

ZONA III

0.2

0.1

ZONA I 0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1 C.E.%

Zona I : Acero de poca susceptibilidad a la fisura Zona II : Acero de alta templabilidad Zona III : Acero cuya microestructura resultante por efecto del calor es susceptible de fisuración bajo cualquier condición

Variables en los procedimientos de soldadura 1. Metal base (MB) , especificaciones y espesor SOLDABILIDAD 2. Equipo y proceso de soldadura. 3. Consumibles de soldadura (MA). PROTECCION Y CONTENIDOS DE HUMEDAD. 4. Tipo de junta , preparación de bordes y material de refuerzo. 5. Condiciones de la superficie. 6. Parámetros de soldadura : Corriente, Voltaje de arco, velocidad de soldadura. 7. Tratamiento térmico de pre y post-calentamiento. 8. Entrada de calor y temperatura de interpase. 9. Posición de soldadura. 10. Secuencia de soldadura ( Cantidad y orden de cordones depositados).

MATERIAL BASE SE DEBE CONOCER :      

Composición Química . Dimensiones. Historia Térmica. Características Mecánicas. Condiciones de Servicio. Soldabilidad.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CARBONO Y BAJA ALEACION SEGÚN ASM (American Society For Metals) Bajo carbono

Acero al carbono Medio carbono

Alto carbono

0.03-0.25 0.25-0.45 > 0.45 Acero de alta resistencia y baja aleación (HSLA) A 242, A 572, A 588 C: 0.10-0.25 Mn : 0.5-1.0 Ni y Cr: