¿Qué es el tratamiento térmico posterior a la soldadura?

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), más comúnmente conocido por sus siglas en inglés, reduce y redistribuye las tensiones residuales creadas durante la soldadura. El PWHT es un paso esencial en la preparación de los materiales para su uso durante toda su vida útil en condiciones de carga exigentes.

La PWHT también puede prevenir la fragilización por hidrógeno, una de las principales fuentes de agrietamiento por corrosión bajo tensión en estructuras de acero soldadas.

Recocido

El recocido se utiliza para mejorar las propiedades físicas de las zonas afectadas por el calor de la soldadura (HAZ). Durante la soldadura, las altas temperaturas pueden hacer que los componentes de las aleaciones de acero, como el carbono, precipiten en precipitados que se vuelven quebradizos o susceptibles a la corrosión; el recocido reduce estos efectos, devolviendo al material de la ZAT sus propiedades originales y proporcionando así mejores propiedades físicas alrededor de la ZAT soldada.

El recocido se utiliza a menudo para invertir los efectos del endurecimiento por deformación que puede producirse durante los procesos de conformado en frío, como el laminado, el forjado y el doblado de metales. El recocido hace que el metal sea más dúctil para que pueda moldearse sin agrietarse bajo tensión.

El normalizado consiste en calentar el metal a una temperatura específica durante un periodo prolongado, mantenerlo allí hasta que disminuya su velocidad de enfriamiento y, a continuación, volver a enfriarlo lentamente. Al igual que el recocido, el normalizado puede aumentar la ductilidad y, al mismo tiempo, reducir la dureza; sin embargo, a diferencia del recocido, este método de tratamiento térmico no altera la composición del metal. Ambas técnicas pueden optimizarse para el alivio de tensiones seleccionando las temperaturas apropiadas, utilizando equipos/instalaciones adecuadas y supervisando las temperaturas/velocidades de enfriamiento, al tiempo que se aplican controles de calidad y prácticas de garantía de calidad.

Normalización

El normalizado es un ajuste bruto y básico de la estructura atómica/cristalina del metal para mejorar sus propiedades mecánicas, eliminando las tensiones internas y las estructuras de grano irregulares causadas por el trabajo en frío u otros procesos, haciendo que el metal sea más moldeable, mecanizable y capaz de soportar las tensiones de tracción durante su uso.

El tratamiento térmico de los productos de acero consiste generalmente en elevar su temperatura ligeramente por encima de su punto crítico superior (que varía en función del tipo de metal y su composición) antes de sumergirlos a esta temperatura máxima durante un periodo de tiempo que depende del tamaño y el grosor de la sección que se está tratando (normalmente 1 hora por pulgada de grosor de la sección transversal).

El normalizado por aire, otra variante de este proceso, sigue los mismos pasos que el normalizado completo, pero permite que el material se enfríe lentamente en aire en vez de enfriarlo inmediatamente, lo que produce una mayor dureza y una estructura de grano más fino que la que se conseguiría con un enfriamiento rápido.

Precaliente

El precalentamiento es un paso crucial que reduce el riesgo de fallos durante la soldadura y ayuda a evitar costosas rectificaciones. Al ralentizar la velocidad de enfriamiento de las soldaduras y reforzar su estructura contra el agrietamiento, el precalentamiento reduce el riesgo al tiempo que disminuye la presencia de hidrógeno tras la soldadura.

Los códigos y las especificaciones de los procedimientos de soldadura suelen especificar si es necesario el precalentamiento y recomiendan la temperatura de precalentamiento deseada. En general, los materiales más gruesos o los que contienen altos equivalentes de carbono requieren temperaturas de precalentamiento más altas que los finos.

Existen varios métodos para realizar el precalentamiento, como el calentamiento con soplete, el calentamiento por resistencia o un horno. Cada técnica tiene sus propias ventajas e inconvenientes. A la hora de seleccionar el método adecuado para su proyecto, consulte con un profesional. Elegir una técnica incorrecta podría provocar un choque térmico, defectos en la soldadura o daños en el material que requieran un tratamiento térmico posterior a la soldadura, lo cual no es lo ideal.

Secado

La soldadura transforma los metales en estructuras duraderas, pero su calor extremo también puede producir tensiones internas y sutiles distorsiones estructurales que, si no se tratan, podrían debilitar sus componentes con el tiempo. La aplicación de PWHT tras su proyecto de soldadura puede ayudarle a resolver estos problemas y garantizar que sus piezas cumplan o superen las normas del sector.

El alivio de tensiones es un tratamiento térmico posterior a la soldadura que se utiliza habitualmente en la fabricación de acero y que consiste en calentar el metal a temperaturas específicas y mantenerlo durante un tiempo determinado para liberar las tensiones internas de forma uniforme en toda su superficie, reducir el riesgo de fractura frágil y mejorar la tolerancia a la distorsión durante el mecanizado y el servicio. Este proceso ha demostrado ser inestimable.

El recocido por disolución de aceros inoxidables puede ayudar a restaurar su resistencia a la corrosión y eliminar los carburos de cromo que se forman durante la soldadura, cumpliendo o superando así las estrictas especificaciones industriales y soportando condiciones rigurosas. Para lograr un control preciso de la temperatura a lo largo de este proceso, pueden ser necesarios equipos e instalaciones avanzados que permitan alcanzar velocidades de calentamiento, periodo de remojo y enfriamiento que cumplan o superen las expectativas.