TECNOLOGÍA
Soldadura relajada
TECNOLOGÍA
Soldadura relajada
Roland Steiner, Messer Austria
La soldadura de enormes piezas de metal puede generar grandes tensiones en el material. En este caso, el precalentamiento evita daños posteriores. El oxígeno se puede utilizar para acelerar considerablemente este paso.
En Pototschnigg, Austria, todo son metales pesados: La empresa de ingeniería mecánica puede llegar a procesar piezas que pesan hasta ocho toneladas y miden hasta ocho metros de largo. Esto incluye, por ejemplo, los ejes de las turbinas para centrales eléctricas que se revisan o se equipan con componentes adicionales. En las instalaciones de Pototschnigg, estos ejes de precisión de ocho metros de largo giran con una concentricidad de menos de cinco micrómetros. Cuando se sueldan componentes forjados como estos, las diferencias de temperatura deben mantenerse bajo control.
Riesgo de endurecimiento y agrietamiento En el punto de soldadura, el metal se licua a na temperatura de unos 1.700 ºC. La enorme pieza de trabajo está mucho más fría, por lo que las tensiones en el material son inevitables. Si son demasiado grandes, pueden formarse grietas. Además, el cordón de soldadura y el material de base podrían no unirse adecuadamente si los bordes de la soldadura de la pieza fría no se funden completamente. Si el material se enfría demasiado rápido, por otra parte, puede producirse un endurecimiento no deseado. En particular, los aceros de alta resistencia exigen un cuidado especial durante la soldadura para no perjudicar su fuerza tensil. Por lo tanto, para minimizar las diferencias de temperatura, las piezas de trabajo se precalientan a 100 ºC y hasta 300 ºC antes de soldar. Aunque siguen estando mucho más frías que las temperaturas extremas alcanzadas en el punto de soldadura, se calientan lo suficiente como para reducir el gradiente de temperatura de forma significativa. El precalentamiento también retrasa el enfriamiento y evita fallos de unión. Además, ayuda a prevenir el agrietamiento asistido por hidrógeno: durante la soldadura, la humedad puede penetrar en el punto de soldadura. A una temperatura elevada, los átomos de hidrógeno se liberan y son absorbidos por el metal líquido. Después de enfriarse, el acero pierde su solubilidad en hidrógeno. Bajo presión, los átomos de hidrógeno comienzan a moverse en el material. Cuando se encuentran, las moléculas se unen, H se convierte en H2, con un volumen mil veces mayor. Esto puede causar el agrietamiento por hidrógeno. El precalentamiento le da al gas el tiempo que necesita para escapar del metal.
Reducción drástica del tiempo de precalentamiento En un horno de precalentamiento convencional, un componente de acero de varias toneladas puede tardar hasta cuatro horas en alcanzar la temperatura deseada. Estos hornos se calientan con propano y aire comprimido con boquillas que funcionan como los típicos quemadores Bunsen utilizados en clase de química. Los metalúrgicos de Pototschnigg consultaron con Messer cómo acelerar el proceso de precalentamiento y hacerlo más eficiente. En colaboración con Messer Cutting Systems, los especialistas realizaron una serie de pruebas en St. Margarethen analizando diferentes boquillas y la incorporación del oxígeno. Los hallazgos revelaron la configuración óptima para los quemadores con boquillas espaciadas uniformemente. En lugar de usar propano y aire comprimido, aplican una mezcla de propano y oxígeno. En febrero, Messer equipó el horno con un quemador en línea, adaptado a las necesidades del cliente, que utiliza esta tecnología. Esto redujo el tiempo de calentamiento en 30-45 minutos, permitiendo flujos de trabajo mucho más rápidos y un uso mucho más eficiente del equipo.