La soldabilidad , también conocida como capacidad de unión , [1] de un material se refiere a su capacidad para ser soldado . Muchos metales y termoplásticos se pueden soldar, pero algunos son más fáciles de soldar que otros (consulte Soldabilidad reológica ). La soldabilidad de un material se utiliza para determinar el proceso de soldadura y para comparar la calidad final de la soldadura con otros materiales.
La soldabilidad suele ser difícil de definir cuantitativamente, por lo que la mayoría de las normas la definen cualitativamente. Por ejemplo, la Organización Internacional de Normalización (ISO) define la soldabilidad en la norma ISO 581-1980 como: "Se considera que un material metálico es susceptible de soldadura en una medida establecida con procesos determinados y para fines determinados cuando la soldadura proporciona integridad al metal mediante un proceso tecnológico correspondiente para que las piezas soldadas cumplan los requisitos técnicos en cuanto a sus propias cualidades, así como a su influencia en la estructura que forman". Otras organizaciones de soldadura la definen de manera similar. [2]
En el caso del acero, existen tres modos de falla principales mediante los cuales se puede medir la soldabilidad: agrietamiento en frío inducido por hidrógeno , desgarro laminar y descascarillado por puntos de soldadura . El más destacado de estos es el agrietamiento en frío inducido por hidrógeno . [3]
La soldabilidad del acero, en lo que respecta al agrietamiento en frío inducido por hidrógeno , es inversamente proporcional a la templabilidad del acero, que mide la facilidad de formación de martensita durante el tratamiento térmico. La templabilidad del acero depende de su composición química, y mayores cantidades de carbono y otros elementos de aleación dan como resultado una mayor templabilidad y, por lo tanto, una menor soldabilidad. Para poder juzgar las aleaciones compuestas por muchos materiales distintos, se utiliza una medida conocida como contenido de carbono equivalente para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades con un acero al carbono simple . El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio , aunque no es tan grande como el carbono , es más significativo que el del cobre y el níquel , por ejemplo. A medida que aumenta el contenido de carbono equivalente, disminuye la soldabilidad de la aleación. [4]
Los aceros de baja aleación y alta resistencia (HSLA) se desarrollaron especialmente para aplicaciones de soldadura durante la década de 1970, y estos materiales generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, lo que los hace ideales para muchas aplicaciones de soldadura. [5]
Los aceros inoxidables , debido a su alto contenido de cromo, tienden a comportarse de manera diferente con respecto a la soldabilidad que otros aceros. Los grados austeníticos de aceros inoxidables tienden a ser los más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas al agrietamiento y también a una resistencia reducida a la corrosión. El agrietamiento en caliente es posible si no se controla la cantidad de ferrita en la soldadura; para aliviar el problema, se utiliza un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una pequeña cantidad de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no se sueldan tan fácilmente y, a menudo, deben precalentarse y soldarse con electrodos especiales. [6]
El desgarro laminar es un tipo de falla que solo ocurre en productos de acero laminado y que prácticamente se ha eliminado con aceros más limpios.
La templabilidad excesiva que puede producirse al soldar por puntos el acero HSLA puede ser un problema. El contenido de carbono equivalente se puede utilizar como parámetro para evaluar la propensión a fallas. [3]
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente, dependiendo de la composición química de la aleación utilizada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento en caliente y, para combatir el problema, los soldadores aumentan la velocidad de soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y, por lo tanto, ayuda a reducir el agrietamiento en caliente, pero puede reducir las propiedades mecánicas del material base y no debe usarse cuando el material base está restringido. El diseño de la junta también se puede cambiar y se puede seleccionar una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad de agrietamiento en caliente. Las aleaciones de aluminio también se deben limpiar antes de soldar, con el objetivo de eliminar todos los óxidos , aceites y partículas sueltas de la superficie a soldar. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al hidrógeno y la escoria debido al oxígeno. [7]
Si bien la soldabilidad se puede definir de manera general para diversos materiales, algunos procesos de soldadura funcionan mejor para un material determinado que otros. Incluso dentro de un proceso determinado, la calidad de la soldadura puede variar en gran medida según parámetros como el material del electrodo, los gases de protección, la velocidad de soldadura y la velocidad de enfriamiento. [1]