Postcalentamiento después de soldar

El postcalentamiento tras la soldadura ayuda a mejorar la integridad estructural al elevar rápidamente las temperaturas antes de permitir que desciendan con rapidez, aliviando las tensiones residuales, evitando la distorsión y fomentando una mejor ductilidad.

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) es un componente integral de los procesos de fabricación que ayuda a reducir las tensiones residuales a niveles inferiores al límite elástico del material.

Aliviar el estrés

La soldadura expone los materiales a altas temperaturas y provoca cambios microestructurales que introducen tensiones residuales en los materiales. Si no se corrigen, estas tensiones pueden ser perjudiciales y provocar distorsiones o fallos estructurales; una forma de aliviarlas es el postcalentamiento de la zona de soldadura, dice Smith.

El calentamiento puede realizarse mediante un horno, resistencias eléctricas o equipos de inducción y debe mantenerse por encima de la temperatura de transformación inferior del material. El calentamiento debe ser uniforme para garantizar un resultado ideal.

HIC, Hydrogen Induced Cracking), puede prevenirse mediante el tratamiento térmico posterior a la soldadura impidiendo que el hidrógeno se difunda en la soldadura y difundiéndolo más lentamente, disminuyendo así las tensiones de contracción y proporcionando tiempo para la disipación del hidrógeno, disminuyendo el riesgo de agrietamiento bajo el cordón. El tratamiento térmico posterior a la soldadura también sirve para normalizar las estructuras soldadas con el fin de mejorar la resistencia y la tenacidad en entornos marinos o climas extremos; el tratamiento térmico posterior a la soldadura es especialmente útil cuando las estructuras soldadas van a estar expuestas a condiciones ambientales duras como entornos marinos o climas extremos.

Normalización

El normalizado devuelve el material soldado a su estado natural eliminando las tensiones internas y las estructuras de grano irregulares causadas por procesos de fabricación anteriores. De este modo, se reduce la fragilidad de la soldadura y, al mismo tiempo, se aumenta la tenacidad y la resistencia; además, este proceso mejora la maquinabilidad, lo que permite trabajar mejor el material.

Este proceso puede implicar el uso de quemadores de gas, llamas de gas oxigenado, mantas eléctricas, bobinas de inducción o calentamiento en horno para obtener resultados óptimos. Las temperaturas de calentamiento, los periodos de inmersión y las velocidades de enfriamiento deben controlarse cuidadosamente, ya que las temperaturas desiguales podrían provocar mayores niveles de tensión residual, distorsión o cambios metalúrgicos no deseados.

Los códigos industriales, como los códigos ASME de recipientes a presión y tuberías, exigen la PWHT para soldaduras de cierto espesor. La PWHT es una técnica eficaz que evita el agrietamiento inducido por hidrógeno en la zona de la soldadura para prolongar su vida útil, al tiempo que previene el agrietamiento en frío en las tuberías. Además, la PWHT puede utilizarse en materiales conformados mediante otros procesos (por ejemplo, el conformado).

Templado

El revenido suele ser necesario para reducir las tensiones internas y la dureza inducidas por las altas temperaturas en las zonas de soldadura, que de otro modo podrían provocar distorsiones durante el mecanizado o incluso fallos por presión.

Los métodos de tratamiento térmico posterior a la soldadura suelen consistir en calentar el metal a una temperatura elevada y mantenerlo allí durante un tiempo predeterminado, lo que permite que escapen los átomos de hidrógeno atrapados, evitando así la fragilización y la corrosión en su totalidad.

Las aplicaciones críticas requieren técnicas avanzadas de PWHT para un control térmico preciso. Puede tratarse de sistemas de calentamiento controlables con termopares conectados para fines de supervisión o de calentamiento por inducción, que utilizan bobinas de cables de resistencia eléctrica que envuelven el metal que se está tratando, alimentadas por una corriente alterna que induce campos magnéticos que provocan la formación de corrientes de Foucault en su interior, lo que proporciona mucha más precisión que los quemadores de gas o aceite más tradicionales utilizados con las técnicas de PWHT tradicionales.

Recocido

En Weldcrafters utilizamos diversas técnicas de recocido, como el recocido por disolución y la normalización, para aumentar la resistencia y durabilidad de las soldaduras. El revenido también se utiliza para ayudar a garantizar que soportan tensiones repetidas, vibraciones e impactos sin agrietarse bajo tensiones repetidas.

El control de las temperaturas de precalentamiento, entre pasadas y de alivio de tensiones ayuda a mitigar el choque térmico evitando el calentamiento localizado de los materiales en varias zonas de temperatura. Esto reduce significativamente la posibilidad de que se creen nuevas tensiones o distorsiones en las zonas afectadas por el calor, al tiempo que se mantiene la integridad estructural en toda la soldadura.

Un tratamiento térmico post-soldadura adecuado reduce la fragilización por hidrógeno, responsable del agrietamiento en materiales gruesos y de alta resistencia. Para lograr este objetivo, se utilizan técnicas como el horneado de hidrógeno, que elimina los átomos de hidrógeno del material de la superficie para que no puedan difundirse en la soldadura y causar grietas o daños. Normalmente utilizamos una fuente de calor por inducción que calienta los materiales con rapidez y precisión en comparación con los quemadores o los calentadores de resistencia.