Cuatro tipos de acero inoxidable y el papel de los elementos de aleación:
El acero inoxidable se puede clasificar en cuatro tipos principales: austenítico, martensítico, ferrítico y dúplex (Tabla 1). Esta clasificación se basa en la microestructura del acero inoxidable a temperatura ambiente. Cuando el acero con bajo contenido de carbono se calienta a 1550 °C, su microestructura cambia de ferrita a austenita. Al enfriarse, la microestructura vuelve a ser ferrita. La austenita, que existe a altas temperaturas, no es magnética y generalmente tiene menor resistencia, pero mayor ductilidad en comparación con la ferrita a temperatura ambiente.
Cuando el contenido de cromo (Cr) en el acero supera el 16%, la microestructura a temperatura ambiente se fija en la fase ferrítica, manteniéndose esta fase en todo el rango de temperaturas. Este tipo se denomina acero inoxidable ferrítico. Cuando el contenido de cromo (Cr) supera el 17% y el de níquel (Ni) el 7%, la fase austenítica se estabiliza, manteniéndose esta fase desde bajas temperaturas hasta el punto de fusión.
El acero inoxidable austenítico se suele denominar tipo «Cr-N», mientras que los aceros inoxidables martensíticos y ferríticos se denominan directamente tipo «Cr». Los elementos presentes en el acero inoxidable y los metales de aporte se pueden clasificar en elementos formadores de austenita y elementos formadores de ferrita. Los principales elementos formadores de austenita son Ni, C, Mn y N, mientras que los principales elementos formadores de ferrita son Cr, Si, Mo y Nb. Ajustar el contenido de estos elementos permite controlar la proporción de ferrita en la junta soldada.
El acero inoxidable austenítico, especialmente cuando contiene menos del 5 % de nitrógeno (N), es más fácil de soldar y ofrece una mejor calidad de soldadura en comparación con los aceros inoxidables con menor contenido de N. Las uniones soldadas de acero inoxidable austenítico presentan buena resistencia y ductilidad, lo que a menudo elimina la necesidad de tratamientos térmicos previos y posteriores a la soldadura. En el campo de la soldadura de acero inoxidable, el acero inoxidable austenítico representa el 80 % del uso total de acero inoxidable, por lo que es el tema central de este artículo.
Cómo elegir el correctosoldadura de acero inoxidable¿Materiales consumibles, cables y electrodos?
Si el material base es el mismo, la primera regla es "hacer coincidir el material base". Por ejemplo, si se conecta carbón a acero inoxidable 310 o 316, elija el material de carbón correspondiente. Al soldar materiales diferentes, siga la pauta de seleccionar un material base que coincida con un alto contenido de elementos de aleación. Por ejemplo, al soldar acero inoxidable 304 y 316, elija consumibles de soldadura tipo 316. Sin embargo, también hay muchos casos especiales donde no se sigue el principio de "hacer coincidir el metal base". En este escenario, es recomendable "consultar la tabla de selección de consumibles de soldadura". Por ejemplo, el acero inoxidable tipo 304 es el material base más común, pero no existe una varilla de soldadura tipo 304.
Si el material de soldadura debe coincidir con el metal base, ¿cómo elegir el material de soldadura para soldar alambre y electrodo de acero inoxidable 304?
Al soldar acero inoxidable 304, utilice consumibles de soldadura tipo 308, ya que los elementos adicionales en este acero inoxidable estabilizan mejor la zona de soldadura. El 308L también es una opción aceptable. La L indica un bajo contenido de carbono; el acero inoxidable 3XXL tiene un contenido de carbono del 0,03 %, mientras que el acero inoxidable 3XX estándar puede contener hasta un 0,08 % de carbono. Dado que los consumibles de soldadura tipo L pertenecen a la misma clasificación que los que no son de tipo L, los fabricantes deberían considerar su uso por separado, ya que su bajo contenido de carbono reduce la tendencia a la corrosión intergranular. De hecho, el autor cree que si los fabricantes desean mejorar sus productos, los materiales amarillos en forma de L se utilizarán con mayor frecuencia. Los fabricantes que utilizan métodos de soldadura GMAW también están considerando el uso de acero inoxidable tipo 3XXSi, ya que el SI mejora la humectación y reduce las fugas. En los casos en que la pieza de carbón tenga un pico más alto o la conexión del baño de soldadura sea deficiente en el pie de la soldadura de la junta lenta angular o la soldadura por solape, el uso de alambre de soldadura protegido con gas que contenga azufre puede humedecer la capa de carbón y mejorar la tasa de deposición.
Fecha de publicación: 26 de septiembre de 2023