Tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura

El tratamiento térmico mejora la integridad estructural de los componentes soldados al fusionar las capas de metal cercanas a la unión soldada, lo que reduce así las fallas futuras debidas a la corrosión o a la acumulación de tensión en esa zona.

El tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) también reduce la deformación y ayuda a evitar las grietas en frío en las soldaduras, al eliminar la humedad y el hidrógeno que, de lo contrario, se filtrarían, componentes cruciales en materiales como los aceros de baja aleación.

Precalentamiento

La aplicación de una temperatura de precalentamiento, generalmente con sopletes de gas, reduce la velocidad de enfriamiento en la zona de soldadura y en las zonas afectadas por el calor, lo que ayuda a minimizar los defectos microestructurales, así como la distorsión, las grietas en frío, la acumulación de hidrógeno y otros problemas relacionados. Esto ayuda a minimizar la formación de microestructuras dañinas, así como las deformaciones causadas por las grietas en frío y la acumulación de hidrógeno, lo que a su vez contribuye a minimizar la deformación, las grietas en frío y otros problemas relacionados.

El precalentamiento ayuda a minimizar el gradiente térmico entre la fuente de calor de la soldadura por arco y el material base que se está soldando. Esto es fundamental, ya que una diferencia brusca de temperatura puede generar tensiones internas y deformaciones alrededor de la zona de soldadura, lo que podría dar lugar a tensiones internas y deformaciones que deben abordarse mediante técnicas de soldadura.

El tratamiento térmico posterior a la soldadura consiste en el templado, la normalización y el recocido de solución para aliviar las tensiones internas y refinar la microestructura de las aleaciones de acero, fortaleciéndolas contra las condiciones de fatiga por corrosión bajo tensión que debilitan y dañan los componentes en entornos exigentes, tales como la norma API 650 para tanques de almacenamiento y la norma ASME B31.3 para equipos de proceso. Por lo tanto, el PWHT puede ser un requisito como parte de normas de cumplimiento como estas dos.

Templado

El revenido es un proceso que utiliza un tratamiento térmico para reducir la dureza del acero, mejorando así su ductilidad y tenacidad. El revenido es un componente esencial de la soldadura, ya que alivia las tensiones térmicas que podrían provocar grietas.

El acero templado debe enfriarse rápidamente desde su alta temperatura para alcanzar el nivel de dureza requerido para su aplicación específica. La velocidad de enfriamiento depende tanto del tipo y la composición de la aleación como de la temperatura de endurecimiento alcanzada durante la etapa de calentamiento y enfriamiento rápido.

Las tensiones térmicas provocadas por la soldadura pueden causar deformaciones en componentes grandes o complejos. El precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) ayudan a eliminar esas deformaciones al equilibrar las tensiones internas y garantizar que las piezas soldadas puedan soportar las exigencias operativas.

Si bien los tratamientos térmicos se asocian con mayor frecuencia a las aleaciones de acero, también son capaces de mejorar las aleaciones de cobre y aluminio. Los tratamientos térmicos se utilizan ampliamente en la fabricación aeroespacial, así como en equipos de petróleo y gas que deben soportar la corrosión, la tensión o ambas cosas. Al reducir la fragilidad, equilibrar los niveles de dureza y tenacidad, y aumentar la resistencia a la corrosión, estos tratamientos térmicos garantizan soldaduras de calidad para uniones críticas.

Normalización

Al igual que el templado, la normalización es un tratamiento térmico posterior a la soldadura diseñado para reducir las tensiones residuales generadas por la contracción de la soldadura. La reducción de estas tensiones residuales es particularmente importante, ya que pueden provocar deformaciones o fallas en las uniones soldadas; este proceso combina un calentamiento y enfriamiento rápidos a temperaturas controladas con el fin de minimizar los gradientes térmicos y lograr un alivio uniforme de las tensiones.

La normalización no solo reduce las tensiones internas, sino que también mejora la uniformidad y las propiedades mecánicas de los materiales soldados, lo que a su vez ayuda a prevenir la corrosión por tensión en aplicaciones de procesamiento químico y minimiza el riesgo de fractura frágil en áreas de alto riesgo, como las tuberías que transportan sustancias peligrosas.

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Templado

El precalentamiento reduce la velocidad de enfriamiento rápido de la soldadura y ayuda a aliviar las tensiones térmicas que podrían provocar grietas. El precalentamiento también puede ayudar a disminuir la velocidad de enfriamiento y a aliviar estas tensiones en las soldaduras durante el proceso de soldadura.

El temple es un proceso térmico que se utiliza para sacar al metal soldado de su rango de temperaturas austeníticas con el fin de obtener ciertas propiedades del material. El temple puede realizarse utilizando aceites de temple, polímeros, agua, gas, sal o cualquier otro medio como agente de temple.

Dependiendo del tipo de soldadura y de las condiciones de servicio, puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura para lograr propiedades óptimas del metal. Este tratamiento alivia las tensiones residuales provocadas por la soldadura y alinea la microestructura de la soldadura con la del metal base, lo que mejora la tenacidad y reduce la probabilidad de que se produzcan fracturas frágiles bajo cargas dinámicas o de impacto.

La sensibilización se produce durante la soldadura, cuando se precipitan carburos de cromo en los límites de grano, lo que reduce la resistencia a la corrosión. El tratamiento térmico de recocido de solución disuelve estos carburos para restablecer la resistencia a la corrosión, lo cual es esencial al transportar materiales peligrosos a largas distancias.