Sí, puedes soldar acero inoxidable con acero al carbono., pero el proceso requiere una cuidadosa atención a la selección del metal de aportación, el control del calor y el tratamiento posterior-a la soldadura. Cuando sueldas acero inoxidable con acero al carbono, estás uniendo dos metales con composiciones químicas y propiedades mecánicas significativamente diferentes. El enfoque más común utiliza unacero inoxidable austeníticometal de aportación como ER309L o ER312, que puede acomodar la dilución de ambos metales base y mantener una resistencia a la corrosión adecuada en la junta terminada.
Por qué soldar acero inoxidable con acero al carbono es diferente
El acero al carbono y el acero inoxidable tienen diferentes tasas de expansión térmica, contenido de cromo y comportamiento metalúrgico. Cuando sueldas acero inoxidable con acero al carbono, el proceso de soldadura debe tener en cuenta:
- Dilución: El baño de soldadura fundido mezcla ambos metales base. Sin el relleno adecuado, se corre el riesgo de que se forme martensita dura y quebradiza.
- Desajuste de expansión térmica: El acero inoxidable se expande y contrae más que el acero al carbono, lo que provoca distorsión y tensión residual.
- Resistencia a la corrosión: La zona-afectada por el calor (HAZ) en el lado inoxidable puede perder su resistencia a la corrosión si no se maneja adecuadamente.
| Factor | Lado de acero al carbono | Lado de acero inoxidable |
|---|---|---|
| Coeficiente de expansión térmica. | ~11,7 × 10⁻⁶ / grado | ~17,3 × 10⁻⁶ / grado |
| Contenido de cromo | 0% | 10.5–30% |
| Contenido de níquel | 0% | 0–22% |
| Aplicación típica | estructural, tuberías | Ambientes corrosivos |
El mejor metal de aportación para soldar acero inoxidable a acero al carbono
La elección del metal de aportación es la decisión más crítica cuando se suelda acero inoxidable con acero al carbono. La elección incorrecta provoca grietas, poca resistencia o falla en la resistencia a la corrosión.
| Metal de aportación | Mejor para | Propiedad clave |
|---|---|---|
| ER309L (GMAW/GTAW) o E309L-16 (SMAW) | La opción más común para unir acero inoxidable austenítico con acero al carbono. | El alto contenido de cromo y níquel maneja bien la dilución |
| ER309LSi | Similar al 309L con mejor acción humectante. | Fluidez de charco mejorada para GMAW |
| ER312 | Metales diferentes con alto riesgo de dilución | Un mayor contenido de ferrita resiste el agrietamiento |
| ERNiCr-3 (Inconel 82) | Servicio corrosivo o de alta temperatura- | A base de níquel-, excelente dureza |
Recomendado: ER309L / E309L-16es el estándar de la industria para soldar acero inoxidable austenítico (304, 316) a acero al carbono. Su alto contenido de aleación (23% Cr, 13% Ni) garantiza que el depósito de soldadura siga siendo austenítico incluso después de diluirlo con acero al carbono.
Paso-a-paso: cómo soldar acero inoxidable con acero al carbono
- Limpiar ambos metales base a fondo.: Elimine el aceite, la grasa, el óxido y las escamas de laminación de las superficies de acero al carbono y de acero inoxidable. La contaminación puede causar acumulación de carbón y porosidad.
- Seleccione relleno de acero inoxidable austenítico (ER309L): Utilice ER309L para la mayoría de las aplicaciones que unen grados de acero inoxidable austenítico (304, 316, 321) con acero al carbono. Este relleno produce un depósito de soldadura que permanece duro y resistente a las grietas-.
- Utilice un bajo aporte de calor: El acero inoxidable tiene una conductividad térmica menor que el acero al carbono. Utilice entre un 15 y un 20 % menos de calor que con el acero al carbono únicamente. Mantenga la temperatura entre pasadas por debajo de 150 grados (300 grados F).
- Mantener una longitud de arco corta: Un arco corto minimiza la pérdida de cromo y la oxidación en el baño de soldadura. Esto preserva la resistencia a la corrosión en la junta terminada.
- Soldar con un ligero desplazamiento hacia el lado inoxidable.: Dirija el arco más hacia el acero inoxidable para garantizar un control adecuado de la fusión y la dilución.
- Controle la distorsión con soldaduras por puntos y secuenciación: Debido a que el acero inoxidable se expande y contrae más que el acero al carbono, use soldaduras por puntos adecuadas y una secuencia de soldadura equilibrada (soldadura hacia atrás o saltada).
- Tratamiento posterior-a la soldadura: Pula la soldadura para que quede suave. Para aplicaciones que requieren máxima resistencia a la corrosión, considere el decapado y pasivación para restaurar la capa protectora de óxido de cromo en la superficie del acero inoxidable.
¿La soldadura de acero inoxidable a acero al carbono compromete la resistencia a la corrosión?
Sí, la junta tendrá menor resistencia a la corrosión que el acero inoxidable solo.Cuando se suelda acero inoxidable con acero al carbono, la principal preocupación es que la zona afectada por el calor-del acero inoxidable austenítico pueda experimentarsensibilización- formación de carburo de cromo en los límites de los granos que agota el cromo y reduce la resistencia a la corrosión.
Cómo minimizar la pérdida de resistencia a la corrosión
- Utilice grados de acero inoxidable con bajo-carbono (304L, 316L) en el lado inoxidable.
- Mantenga el aporte de calor bajo y la temperatura entre pasos controlada
- Considere la posibilidad de pasivación y decapado post-soldadura
- Para ambientes corrosivos severos, use un relleno a base de níquel-(ERNiCr-3)
Consideraciones clave al unir acero al carbono con acero inoxidable
Procesos de soldadura aplicables
El proceso de soldadura que elija afecta la calidad y productividad de la unión:
| Proceso de soldadura | Ventajas | Consideraciones |
|---|---|---|
| SMAW (Palo) | Versátil, funciona en el campo. | Más lento, más limpieza |
| GMAW (MIG) | Alta productividad, buena para la producción. | Requiere gas protector adecuado (98% Ar / 2% O₂) |
| GTAW (TIG) | Máxima calidad y control preciso | Se requiere una habilidad más lenta y superior |
| FCAW (flujo-con núcleo) | Bueno para secciones gruesas | El fundente puede ser más difícil de limpiar en acero inoxidable |
El entorno del servicio importa
- Ambiente interior/seco: El estándar ER309L es suficiente para la mayoría de las aplicaciones estructurales.
- Exterior/húmedo: Utilice 309L con sellado adecuado para evitar la corrosión galvánica en la línea de unión
- Sumergido/exposición química: Actualice a relleno ERNiCr-3 y considere un margen de corrosión en el lado del acero al carbono
Preguntas frecuentes
¿Se puede soldar acero inoxidable a acero al carbono sin metal de aportación?
No. La soldadura autógena (sin relleno) de acero inoxidable a acero al carbono produce un baño de soldadura altamente diluido que forma martensita quebradiza. Utilice siempre un metal de aportación adecuado como ER309L.
¿Qué sucede si usa una varilla de relleno de acero al carbono sobre acero inoxidable?
La soldadura será dura, quebradiza y propensa a agrietarse. La carga de acero al carbono carece del cromo y el níquel necesarios para mantener una estructura austenítica después de la dilución. La soldadura resultante puede fallar bajo tensión térmica o mecánica.
¿Se puede soldar acero inoxidable 304 a acero al carbono?
Sí. 304 (acero inoxidable austenítico) es uno de los grados más comunes unidos al acero al carbono. Utilice relleno ER309L, controle la entrada de calor y siga los pasos anteriores. La soldadura será fuerte y dúctil para la mayoría de las aplicaciones.
¿Soldar acero al carbono a acero inoxidable requiere precalentamiento?
Generally no. Preheat is not required for austenitic stainless steel. In fact, preheat can increase the risk of sensitization. If the carbon steel side is thick (>25 mm), un precalentamiento bajo (100 a 150 grados) puede ayudar, pero déjelo enfriar lentamente.
Conclusión
Soldar acero inoxidable con acero al carbono espráctico y ampliamente hechocuando se siguen los procedimientos correctos. Utilice unrelleno de acero inoxidable austenítico(ER309L / E309L-16) para manejar la dilución, controlar la entrada de calor para preservar la resistencia a la corrosión y elegir el proceso de soldadura adecuado para su aplicación. La junta no igualará la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, pero para la mayoría de las aplicaciones estructurales y de servicios generales, proporciona una conexión sólida y duradera.
