Qué son las coloraciones
Las coloraciones (tintes térmicos) son capas finas de óxido que se forman al soldar junto al cordón. Se producen cuando el metal caliente entra en contacto con el oxígeno. El cromo que contienen estas capas falta después en el acero situado debajo, y allí disminuye la resistencia a la corrosión.
A temperatura ambiente, el acero inoxidable se protege a sí mismo: una capa pasiva de óxido de cromo de solo unos pocos nanómetros de espesor se regenera una y otra vez en contacto con el aire, véase Qué hace inoxidable al acero. Con el calor de la soldadura, en cambio, la oxidación es más rápida y profunda. La capa se vuelve más gruesa, cambia su composición y pierde su efecto protector.
El color procede de la luz que se refracta en la capa de óxido. Cuanto más lejos del baño de fusión, más fina es la capa. Desde el cordón hacia fuera se suceden a grandes rasgos gris, azul, rojo, amarillo y finalmente el metal brillante, con transiciones graduales. El color no depende solo de la temperatura, sino también de cuánto tiempo actúa el calor y de cuánto oxígeno hay.
Qué colores perjudican
El amarillo reduce poco la resistencia a la corrosión; el rojo y el gris, de forma notable. Como junto a cada coloración azul hay también una roja, en la práctica rige: todo lo que sea más oscuro que el amarillo debe eliminarse si el cordón está sometido a corrosión.
| Color | Influencia en la resistencia a la corrosión |
|---|---|
| Amarillo paja a amarillo | solo una ligera reducción de la resistencia; el único color que también aparece solo |
| Amarillo oscuro a rojo | a partir de tonos más oscuros que el amarillo rojizo, la susceptibilidad a la corrosión por picaduras aumenta bruscamente |
| Azul | por sí solo vuelve a ser más resistente, pero nunca aparece solo: a su lado siempre hay rojo |
| Gris, negro, con cascarilla | resistencia muy afectada; aquí el cromo está literalmente quemado |
Según DVS 0937 y Warzawa (DVS-Berichte, vol. 275). En el ensayo de niebla salina, la resistencia a la corrosión por picaduras disminuye de forma continua a medida que el amarillo se oscurece.
Además, con un calentamiento prolongado el cromo puede redistribuirse en la microestructura. Si localmente baja de aproximadamente el 12 %, el acero deja de ser inoxidable en ese punto.
Evitar las coloraciones
Lo más sencillo es no dejar que se formen. Para ello, el oxígeno debe mantenerse alejado de la superficie caliente.
- Purgar el lado de la raíz: Protección de la raíz y purga.
- Soldar el lado superior con buena protección gaseosa, si es necesario con una tobera de arrastre que cubra posteriormente el cordón mientras se enfría: Gases de protección.
- Aportar poco calor: cuanto menos tiempo esté caliente el metal, más fina será la capa de óxido, véase Aporte térmico y temperatura entre pasadas.
- Conducciones de gas secas y estancas: la humedad en el gas también produce coloraciones.
Evaluar las coloraciones
Qué coloración es todavía admisible debería fijarse antes de soldar, por ejemplo en el pedido o en la especificación del procedimiento de soldadura. La comprobación se hace después por comparación con tablas de colores o piezas de muestra.
- La misma oxidación da el mismo color, con independencia del material base. Por eso las coloraciones pueden compararse con tablas de colores neutras.
- La luz y el observador influyen en el juicio: luminosidad, color de la luz, experiencia y visión de los colores. Lo mejor es dejar constancia del modo de observación en el informe de ensayo.
- A través del endoscopio los colores se ven de otra manera. Aquí ayuda observar las superficies de muestra primero a través del endoscopio y después directamente.
- Las superficies rugosas y las tablas de colores impresas reproducen los colores de forma distinta que el acero liso.
Eliminar las coloraciones
Las coloraciones, la cascarilla, la escoria y las proyecciones impiden la formación de la capa pasiva y deben eliminarse en los cordones sometidos a corrosión, por medios mecánicos o químicos.
| Método | Con qué | Cuándo |
|---|---|---|
| Cepillado | con cepillos de acero inoxidable, solo para este fin | suficiente si no hay exigencias altas de resistencia a la corrosión y la superficie queda después metálicamente limpia |
| Amolado | discos libres de hierro y azufre, acabado con grano de aproximadamente 180 a 240 | en toda la superficie y con poca presión, para que no se formen nuevas coloraciones ni tensiones; eliminar enseguida el polvo de amolado |
| Chorreado | microesferas de vidrio; según la hoja informativa ISER, también granalla de acero inoxidable u otros abrasivos sin hierro | elimina coloraciones ligeras y da una superficie uniforme; con exigencias altas, decapar después |
| Decapado | baño, pasta o decapante en spray, casi siempre con ácido nítrico y ácido fluorhídrico | elimina coloraciones, cascarilla y la capa empobrecida en cromo que hay debajo; la limpieza más a fondo |
| Electropulido | eliminación electroquímica, pieza como ánodo | superficies especialmente lisas y de alta calidad; como equipo manual, también para limpiar cordones |
Según DVS 0931 y la hoja informativa ISER 823 (2019). Para todos los métodos mecánicos rige: usar herramientas y abrasivos solo para aceros inoxidables; de lo contrario quedan partículas de hierro que se oxidan.
Al amolar sin decapado ni electropulido posteriores no deben generarse tensiones residuales elevadas ni deformaciones en frío en la superficie. En los aceros austeníticos pueden provocar corrosión bajo tensión. Si existe este riesgo, por ejemplo en medios con cloruros, se decapa después del amolado.
El decapado en la práctica
El decapado disuelve químicamente la capa de óxido y la zona empobrecida en cromo que hay debajo. Después, la capa pasiva puede regenerarse por completo. Las indicaciones del fabricante del decapante tienen prioridad.
- Desengrasar antes: eliminar por completo la suciedad gruesa, la grasa y el aceite.
- Decapado por inmersión: a ser posible a temperatura ambiente, tiempo de actuación de aproximadamente 30 minutos a 2 horas.
- Pasta o gel decapante aplicado con pincel sobre el cordón. Por su contenido limitado de ácido, el riesgo de sobredecapado es menor.
- Decapado por pulverización para depósitos grandes para los que no basta ningún baño de decapado.
- No sobredecapar: demasiado tiempo, demasiado fuerte o demasiado caliente perjudica la resistencia a la corrosión.
- Aclarar a fondo hasta que no se detecte ácido, por ejemplo con papel indicador. No olvidar las rendijas y las esquinas: los restos de decapante provocan allí corrosión.
Seguridad laboral y protección del medio ambiente
Los decapantes para acero inoxidable contienen casi siempre ácido nítrico y ácido fluorhídrico. Requieren personal formado, ropa de protección, gafas de protección, en su caso protección respiratoria y vigilancia de la salud. El agua de aclarado no debe verterse al alcantarillado sin depurar; puede neutralizarse. Los lodos de decapado son residuos peligrosos.
Pasivado
Después del decapado y el aclarado, la capa pasiva se forma por sí sola al aire. Según la superficie, esto puede tardar varias horas. Se pasiva además cuando no se dispone de ese tiempo o cuando rigen exigencias altas.
Según la hoja informativa ISER, puede emplearse para ello un tratamiento con ácido nítrico al 20 % aproximadamente. También después se aclara a fondo con agua.
Preguntas frecuentes
¿Hay que eliminar la coloración amarillo paja?
El amarillo paja reduce la resistencia solo un poco y a menudo se tolera. Que pueda mantenerse depende de la solicitación y debería acordarse de antemano.
¿Basta con cepillar?
Con exigencias bajas sí, si después queda una superficie metálicamente limpia sin restos de color. La zona empobrecida en cromo bajo la coloración solo la elimina el decapado.
¿Se puede chorrear con arena de cuarzo?
DVS 0931 menciona para aceros inoxidables solo microesferas de vidrio; la hoja informativa ISER, también otros abrasivos sin hierro. El abrasivo con el que ya se ha chorreado acero no aleado está prohibido en cualquier caso.
¿Hay que pasivar después del decapado?
No necesariamente. La capa pasiva se forma por sí sola al aire. Se pasiva además cuando el componente entra en servicio de inmediato o rigen exigencias especialmente altas.
Para seguir leyendo: artículos sobre la soldadura de aceros inoxidables
La serie va del material a la soldadura ensayada, pasando por el proceso, el gas y la protección de la raíz. Para una visión general, véase Soldadura de acero inoxidable.
- Qué hace inoxidable al acero
- Microestructura, ferrita delta y fisuración en caliente
- Elegir el material de aporte
- Los procesos de un vistazo
- Gases de protección
- Aporte térmico y temperatura entre pasadas
- Preparación de la junta y punteado
- Protección de la raíz y purga
- Dúplex y superdúplex
- Unir inoxidable con acero no aleado
- Defectos y daños por corrosión
- Ensayos y seguridad laboral
Sobre el autor
Robert Lahnsteiner, Ing., es ingeniero internacional de soldadura (IWE) y director gerente de MIGAL.CO GmbH. Tras formarse en telecomunicaciones y electrónica en la HTL de Braunau, trabajó desde 1983 durante dieciocho años en tecnología de soldadura en Fronius. Desde 2001 dirige junto con Martin Erl MIGAL.CO, el fabricante de hilo de soldadura de aluminio con sede en Landau an der Isar. Sus áreas de especialización son los materiales de aportación de aluminio, la fabricación y la alimentación del hilo y la supervisión de los procesos de soldadura. En la DVS colabora desde hace unos 30 años en el comité técnico FA03 «Soldadura por arco» y preside el grupo de trabajo 2.4.4 «Soldadura MIG del aluminio».