El tratamiento térmico posterior a la soldadura, o PWHT, ayuda a relajar y redistribuir las tensiones residuales que se han introducido durante los procesos de soldadura, a menudo exigido por los códigos para materiales que superan determinados requisitos de espesor.
Las velocidades de calentamiento y enfriamiento deben gestionarse cuidadosamente para evitar choques térmicos, distorsiones o un alivio desigual de la tensión. La PWHT puede realizarse utilizando un horno o mantas o almohadillas de resistencia eléctrica localizada.
Recocido
La PWHT reduce significativamente los niveles de tensiones residuales de tracción en las zonas de soldadura, pero no las elimina por completo. La mayoría de los ciclos de fatiga siguen dando lugar a tensiones de tracción que pueden ser muy perjudiciales.
El recocido completo consiste en calentar las fases hipoeutectoide y eutectoide a temperaturas de unos 50 ºC por encima de sus respectivas temperaturas Ac3 y Ac1, y luego enfriarlas gradualmente hasta alcanzar estructuras próximas al equilibrio. Este proceso ayuda a evitar la fragilización por hidrógeno y, al mismo tiempo, disminuye los riesgos de fisuración asistida por el medio ambiente.
La PWHT puntual en componentes pequeños puede realizarse, pero debe llevarse a cabo con cuidado. Si no se dimensionan y colocan correctamente las bandas de remojo, calentamiento y control de gradiente, pueden producirse distorsiones o colapsos de los componentes estructurales, o provocar fallos catastróficos debido a inestabilidades en el estado de tensión residual. Debe utilizarse aislamiento para mantener estables las temperaturas dentro de las bandas calentadas; también deben utilizarse termómetros de registro automático.
Normalización
Este tratamiento, que suele aplicarse a aceros de baja aleación, elimina la estructura de grano grueso creada por la soldadura y mejora las propiedades del material. Además, reduce el riesgo de fractura frágil al tiempo que bloquea las tensiones térmicas incontroladas en la zona de soldadura.
Calentar el metal a temperaturas superiores al punto crítico superior y, a continuación, sumergirlo durante un tiempo proporcional al grosor de la sección antes de enfriarlo en un entorno a temperatura ambiente bajo enfriamiento controlado. El proceso crea estructuras de grano fino y microestructuras uniformes que ayudan a aliviar las tensiones internas, lo que hace que el material sea más flexible en cuanto a operaciones de conformado y uso.
La normalización completa, que se aplica con mayor frecuencia a los aceros al carbono y al carbono-manganeso, puede sustituir eficazmente al temple en determinadas aplicaciones. Desafortunadamente, sin embargo, el normalizado completo no elimina todas las tensiones residuales; los códigos de diseño de fatiga pueden requerir una renormalización adicional para tener en cuenta esta diferencia.
Aliviar el estrés
El alivio de tensiones se utiliza para reducir las tensiones internas del material causadas por procesos de fabricación como el conformado y el mecanizado, como la compresión en la superficie o la tensión en su núcleo. El alivio de tensiones se parece al recocido en que consiste en calentar el material a una temperatura más alta durante un tiempo determinado antes de volver a enfriarlo lentamente durante un tiempo determinado.
El alivio de tensiones ofrece varias ventajas, como la disminución de la resistencia a la tracción de la soldadura y el refuerzo de la resistencia a la fatiga en muescas localizadas y concentradores de tensiones, al tiempo que aumenta la precipitación de carburos intergranulares. Sin embargo, el alivio de tensiones puede verse afectado negativamente por técnicas de enfriamiento, controles de temperatura o técnicas de soldadura inadecuados utilizados durante los procesos PWHT; para maximizar los resultados es imperativo que estos factores se utilicen en los momentos y temperaturas adecuados durante este proceso.
Templado
Los aceros al carbono de baja aleación requieren un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) para conseguir una microestructura suficientemente fuerte y resistente. Este proceso consiste en calentar el componente a una temperatura específica durante un periodo de tiempo prolongado antes de volver a enfriarlo gradualmente.
Los cambios en la estructura metalúrgica pueden ayudar a disminuir la probabilidad de agrietamiento retardado y aumentar la ductilidad, así como mejorar la resistencia a la corrosión de las soldaduras y la tenacidad, la resistencia al impacto y la resistencia a las fracturas frágiles.
La PWHT se realiza normalmente utilizando sistemas de precalentamiento y calentamiento controlables con termopares colocados estratégicamente para garantizar un calentamiento uniforme sin distorsión de los componentes. La PWHT por puntos también puede utilizarse en componentes de mayor tamaño, como soldaduras circunferenciales en tuberías o soldaduras de cierre en recipientes a presión largos, aunque esta técnica puede resultar más complicada debido a las variaciones en la expansión térmica, que podrían causar una distorsión significativa.
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