¿Puedes soldar hierro fundido? Tu guía completa
Soldar hierro fundido es todo un desafío, pero si sigue estrictamente las pautas recomendadas, puede reparar piezas de hierro fundido con pocas o ninguna grieta.
Descubra por qué es tan difícil soldar hierro fundido, cómo soldarlo y qué varillas de soldadura son mejores para usar en hierro fundido.
El mayor desafío de la soldadura de hierro fundido
Los hierros fundidos son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de carbono del 2 al 4%, aproximadamente 10 veces la cantidad de carbono en la mayoría de los aceros. Hay muchos tipos de hierro fundido, pero nuestra guía se centra en el hierro fundido gris porque es el más utilizado. Recuerde que es imposible soldar hierro fundido blanco, mientras que todos los demás tipos son soldables.
Aunque los hierros fundidos son duros, fuertes y mecanizables, tienen baja ductilidad, lo que los hace increíblemente difíciles de soldar. Soldar cualquier metal provoca expansión y contracción a medida que el material se calienta y enfría. Sin embargo, como el hierro fundido tiene baja ductilidad, especialmente en la zona de fusión, las tensiones residuales de expansión y contracción pueden provocar grietas en la soldadura.
Cuando se suelda acero al carbono, un material dúctil, a medida que la zona de soldadura y fusión se expande y contrae, el material circundante puede "flexionarse". Sin embargo, el hierro fundido no se deforma antes de romperse: simplemente se rompe. Entonces, cuando la soldadura se enfría y comienza a tirar de la masa de hierro fundido circundante, puede agrietarse fácilmente.
Para empeorar las cosas, el proceso de soldadura puede crear zonas de carbono enriquecidas localmente y, tras un enfriamiento rápido, la zona afectada por el calor (HAZ) puede volverse extremadamente dura y quebradiza. Esta es la razón por la que el hierro fundido es susceptible al agrietamiento HAZ y generalmente se considera difícil de soldar.
Cómo soldar hierro fundido
Es posible soldar hierro fundido mediante oxiacetileno y soldadura por arco eléctrico (SMAW). También se pueden unir piezas de hierro fundido mediante soldadura fuerte, pero la unión no puede igualar la fuerza de la soldadura.
Los soldadores generalmente utilizan el proceso de soldadura con electrodo revestido para el hierro fundido. Su arco de alta temperatura permite velocidades de desplazamiento rápidas y puede utilizar temperaturas de precalentamiento más bajas. Además, la soldadura electroelectrónica se puede utilizar con polaridad DCEN (electrodo negativo), lo que puede ayudar a reducir la HAZ. Asegúrese de utilizar un soldador de arco de calidad como el Kemppi Minarc Evo 140VRD o la versión más potente, el Kemppi Minarc Evo 180VRD. Su soldador debe tener una salida de arco estable y predecible para evitar inconsistencias. Dado que el hierro fundido es un material sensible, no conviene utilizar máquinas mal optimizadas.
Preparar la pieza para soldar.
Es fundamental eliminar todo el aceite, pintura, grasa y película fundida de la superficie. Además, elimine el grafito residual de la superficie con alcoholes minerales. Preste especial atención a la zona de soldadura.
Si la junta requiere ranuras, utilice una ranura en V con un ángulo incluido de 60-90°. Es útil crear ranuras alrededor de grietas y juntas para garantizar la máxima penetración y evitar soldaduras solo en la superficie.
Controlando el calor
Precalentar el hierro fundido es el paso fundamental para evitar grietas en la soldadura. Debes precalentar toda la pieza de fundición lenta y uniformemente si es posible. A medida que la pieza se calienta, se expande. Como resultado, puede agrietarse fácilmente si hay un gradiente térmico a lo largo de su volumen. Sin embargo, si el calor se aplica de manera uniforme, no habrá puntos localizados que resistan la expansión y puedan agrietarse.
El precalentamiento también permitirá que la pieza fundida se enfríe lentamente, disminuyendo el gradiente térmico entre la HAZ y el resto de la pieza y reduciendo las tensiones residuales. Las temperaturas típicas de precalentamiento del hierro fundido son de 260 a 650 grados Celsius (500 a 1200 °F). Nunca precaliente por encima de 760°C (1400°F).
Siempre que sea posible, escalone las soldaduras durante el proceso de soldadura. Utilice la menor cantidad de amperaje y evite realizar soldaduras mayores a diez veces el diámetro del electrodo.
Deje que la pieza fundida se enfríe lentamente después de soldar para evitar tensiones residuales y grietas. Puedes colocarlo sobre arena o cubrirlo con mantas de soldadura especializadas para evitar una rápida pérdida de calor.
Varillas de soldadura para hierro fundido
Las varillas de soldadura de aleación de níquel (AWS A5.1 Eni-CL) son los electrodos más utilizados para soldar hierro fundido, y con razón. Los electrodos de níquel crean un metal de soldadura dúctil que permanece suave y mecanizable. Las soldaduras tendrán tensiones reducidas y mayor resistencia.
