Aço para soldagem 101: Por que o aço de baixo carbono é soldável, mas o aço de alto carbono não é?

Soldadura de acero 101: ¿Por qué el acero con bajo contenido de carbono se puede soldar pero el acero con alto contenido de carbono no?

Según la composición química del acero, se puede dividir en dos categorías principales: acero al carbono y acero aleado.

Acero carbono

Los aceros al carbono se subdividen en:

(i) Acero bajo en carbono con un contenido de carbono inferior al 0,25%;

(ii) Acero de medio carbono con un contenido de carbono de 0,25 a 0,6%;

(iii) Aceros con alto contenido de carbono y con un contenido de carbono superior al 0,6%.

Acero dulce

El acero al carbono es un tipo de acero al carbono con un contenido de carbono inferior al 0,25%. También se le conoce como acero al carbono debido a su baja resistencia, baja dureza y suavidad.

El acero dulce cubre la mayor parte del acero estructural al carbono común y parte del acero estructural al carbono de alta calidad. Por lo general, se utiliza para diseñar piezas estructurales que no requieren tratamiento térmico y para piezas mecánicas que requieren resistencia al desgaste, lo que se puede lograr mediante cementación u otros tratamientos térmicos.

El acero con medio contenido de carbono, que tiene un contenido de carbono del 0,25% al ​​0,60%, es conocido por su buen rendimiento de corte y trabajo en caliente, pero su pobre rendimiento de soldadura. Tiene mayor resistencia y dureza que el acero con bajo contenido de carbono, pero menor plasticidad y tenacidad. Se puede utilizar directamente sobre materiales laminados en frío o estirados, o después de un tratamiento térmico sin tratamiento adicional.

Con un temple y revenido adecuados, el acero con contenido medio de carbono tiene buenas propiedades mecánicas generales, con una dureza máxima de alrededor de HRC55 (HB538) y una resistencia a la tracción de 600 a 1100 MPa. Esto hace que el acero con medio carbono sea el más utilizado entre los materiales de resistencia media.

Además de usarse en la construcción, el acero con medio carbono también se usa comúnmente en la producción de diversas piezas mecánicas.

El acero con alto contenido de carbono, con un contenido de carbono que oscila entre el 0,60% y el 1,70%, también se conoce como acero para herramientas. Se puede templar y revenir, pero tiene un rendimiento de soldadura deficiente. Las herramientas como martillos y palancas están hechas de 0,75% de acero al carbono, mientras que las herramientas de corte como taladros, tornillos y escariadores están hechas de 0,90% a 1,00% de acero al carbono.

Comparación de propiedades de soldadura de acero con bajo contenido de carbono y acero con alto contenido de carbono.

Comparación de propiedades de soldadura de acero con bajo contenido de carbono y acero con alto contenido de carbono.

La soldabilidad del acero está determinada principalmente por su composición química, siendo el carbono el factor más importante. Aunque otros elementos de aleación en el acero también pueden afectar su soldabilidad, su impacto es generalmente mucho menor en comparación con el carbono.

El acero con bajo contenido de carbono suele tener buena soldabilidad y no requiere medidas especiales. Sin embargo, a bajas temperaturas o al soldar chapas gruesas o con altas exigencias, puede ser necesario el uso de electrodos básicos y precalentamiento. Si el contenido de carbono y azufre del acero con bajo contenido de carbono excede el límite superior, se deben tomar medidas como el uso de varillas de soldadura de alta calidad con bajo contenido de hidrógeno, precalentamiento y poscalentamiento y la selección adecuada de ranuras para evitar el agrietamiento térmico.

El acero con medio contenido de carbono es propenso a agrietarse durante la soldadura, especialmente cuando el contenido de carbono es alto. Esto ocurre porque cuanto mayor es el contenido de carbono, mayor es la tendencia de la zona afectada por el calor a endurecerse, lo que conlleva un mayor riesgo de fisuración en frío y reducción de la soldabilidad. El contenido de carbono del metal de soldadura también aumentará a medida que aumente el contenido de carbono del material base, lo que aumentará aún más el riesgo de agrietamiento.

La presencia de azufre en el acero de medio carbono puede aumentar el riesgo de agrietamiento térmico durante la soldadura. Para mitigar este riesgo, se debe utilizar un electrodo básico con buena resistencia al agrietamiento y se pueden tomar medidas como precalentamiento y poscalentamiento para reducir la tendencia al agrietamiento.

El acero con alto contenido de carbono tiene la peor soldabilidad debido a su alto contenido de carbono, lo que provoca altas tensiones de soldadura y un mayor riesgo de agrietamiento en caliente y en frío en la zona afectada por el calor. Las soldaduras en acero con alto contenido de carbono también son más propensas a agrietarse en caliente en comparación con el acero con medio carbono. Como resultado, el acero con alto contenido de carbono no se usa comúnmente en estructuras de soldadura en general y solo se usa para reparar soldadura o recubrir piezas fundidas.

Después de soldar, es importante templar las piezas soldadas para aliviar la tensión, estabilizar la microestructura y evitar grietas, mejorando así el rendimiento de la soldadura.

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