¿Qué defectos aparecen en la soldadura fuerte por arco?

Sobre todo poros, proyecciones, quemado del zinc junto al cordón y defectos de forma, como un cordón demasiado alto. Típica de la soldadura fuerte es además la fisuración: el material de aporte penetra en el acero a lo largo de los límites de grano.

DVS 0938-3 describe las irregularidades de los cordones de soldadura fuerte por arco, basándose en los catálogos para la soldadura fuerte (ISO 18279) y la soldadura con gas de protección (ISO 5817), y asigna medidas a cada defecto. No existen defectos causados por el fundente o la escoria, porque se trabaja sin fundente y casi siempre en una sola pasada.

Defecto causa frecuente primera solución
Poros vapor de zinc, suciedad, protección gaseosa perturbada menos calor, espacio de evacuación, revisar el suministro de gas
Proyecciones vapor de zinc, tipo de arco inadecuado, capa de zinc gruesa arco pulsado en lugar de arco corto, programa de inicio, boquilla de gas limpia
Quemado del zinc, copos blancos aporte térmico por unidad de longitud excesivo reducir la energía, evacuar el calor a través de las mordazas
Faltas de unión y de relleno posición de la antorcha, separación, soplo magnético corregir la antorcha, revisar la separación, cambiar la conexión de masa
Sobreespesor del cordón demasiado material de aporte, tensión demasiado baja aumentar la tensión, ajustar la cantidad de material de aporte
Disolución del material base, perforación demasiado calor reducir la energía, corregir la posición de la antorcha, gas inerte
Fisuras de cráter final y fisuras en caliente contracción, sujeción, cordones largos programa de llenado de cráter, contracción libre, cordones más cortos
Penetración del material de aporte, fisura de soldadura fuerte tensión en la chapa más calor reducir la energía, desplazar el cordón fuera de las zonas conformadas
Inclusión de tungsteno cebado por raspado, electrodo en el baño cebado por alta frecuencia, mantener la distancia

Resumido según DVS 0938-3:2012, tabla 1. Un defecto puede tener varias causas y a menudo ayudan varias medidas.

Poros: causas y soluciones

La causa más frecuente es el vapor de zinc. Se forma bajo el arco y debe escapar antes de que el material de aporte solidifique. Cuanto más calor y más estrecho el espacio, más poros.

  • Calor: arco corto, antorcha ligeramente empujando, no más energía de la necesaria. Dar tiempo al baño para desgasificarse. Valores de ajuste: Soldadura fuerte MIG.
  • Diseño: prever un espacio de evacuación para el vapor de zinc. Una separación ayuda, pero por encima de 0,5 mm el número de poros vuelve a aumentar claramente, véase Tipos de unión y geometría del cordón.
  • Limpieza: eliminar el aceite, la cera y el adhesivo de la chapa. También el alambre puede provocar poros: seguir las indicaciones de almacenamiento del fabricante y evitar el agua de condensación.
  • Gas: revisar la manguera, las conexiones, el agua de refrigeración, las corrientes de aire y el caudal de gas, véase Gas de protección.

¿Qué gravedad tienen los poros? En ensayos con cordones en ángulo en unión a solape, la porosidad tuvo un papel secundario para la resistencia mientras el cordón fuera continuo. Solo eran críticos los poros en la superficie de unión entre el material de aporte y la chapa (Kusch y Podlesak, DVS-Berichte 275, 2011). Aun así, los poros abiertos en la superficie no se admiten en zonas visibles ni en zonas expuestas a la corrosión.

Proyecciones y quemado del zinc

Ambos se deben a un exceso de energía o a un arco inestable sobre la capa de zinc. Los copos blancos de óxido de zinc junto al cordón son una señal clara de que la potencia es demasiado alta.

  • Arco: arco pulsado en lugar de arco corto, donde sea posible. La soldadura fuerte TIG y por plasma se consideran libres de proyecciones. Un programa de inicio ayuda contra las proyecciones en el cebado.
  • Capa de zinc: el tipo de galvanizado influye en las proyecciones y en su adherencia. Para chapas galvanizadas en caliente, DVS 0938-3 indica, en lo posible, no más de 15 µm.
  • Material de aporte: nada de materiales de aporte con componentes fácilmente evaporables, como el zinc.
  • Quemado del zinc: reducir el aporte térmico por unidad de longitud y evacuar el calor de la zona expuesta a través de mordazas o soportes.

Las proyecciones de soldadura fuerte se adhieren de forma plana a la chapa galvanizada, a diferencia de las proyecciones esféricas de la soldadura. Con martillo y cincel apenas se desprenden; en superficies visibles hay que amolar. Pero no forman focos de óxido. Cómo se corroe la franja sin zinc junto al cordón se explica en Materiales base y recubrimientos.

Faltas de unión, faltas de relleno y cordones demasiado altos

Las faltas de unión suelen deberse al ángulo de la antorcha, a la separación o al soplo magnético. Un cordón demasiado alto con una transición abrupta, en cambio, suele ser una cuestión de tensión y de cantidad de material de aporte.

  • Falta de unión: corregir el ángulo y la posición de la antorcha, revisar la separación. Si el soplo magnético desvía el arco, colocar la conexión de masa en un punto más favorable. Evitar que el material de aporte se adelante, por ejemplo en posiciones forzadas.
  • Falta de relleno: por la naturaleza del proceso, la soldadura fuerte por arco no rellena una separación en profundidad. Si la separación es demasiado estrecha, la presión del vapor puede deformar el cordón; si es demasiado ancha, el material de aporte no alcanza.
  • Sobreespesor del cordón: aumentar la tensión, ajustar la cantidad de material de aporte y la técnica de sujeción. Los componentes activos del gas reducen la tensión superficial del baño y hacen que el material de aporte fluya mejor.

DVS 0938-3 señala que cierto sobreespesor y una transición no tangencial son típicos de los procesos modernos de soldadura fuerte con control de energía. Si es admisible debe aclararse en cada caso; en componentes con carga oscilante, si es necesario, mediante ensayos de resistencia a la fatiga.

Fisuras de cráter final y fisuras en caliente

Se producen al enfriarse, cuando el material de aporte y la chapa no pueden contraerse libremente. Corren más riesgo los cordones largos, los componentes con sujeción rígida y el final del cordón.

  • Final del cordón: utilizar un programa de llenado de cráter; si no, reducir la energía manualmente al final y aportar algo más de material.
  • Longitud del cordón: evitar cordones demasiado largos; DVS 0938-3 menciona como ejemplo 70 mm en aceros para embutición profunda. Acortar los cordones y optimizar la secuencia de cordones.
  • Sujeción: la sujeción paralela al cordón puede provocar fisuras en caliente. Permitir la contracción libre y evacuar el calor, por ejemplo con barras de cobre.
  • Diseño: distancia suficiente al borde de la chapa, aumentar el solape, no aplicar la soldadura fuerte en zonas muy conformadas en frío.

¿Qué es la fisuración en la soldadura fuerte?

El material de aporte de cobre líquido penetra en el acero a lo largo de los límites de grano. Esto ocurre sobre todo donde la chapa está sometida a tensión de tracción, y tanto más cuanto más calor se aporta. Las pequeñas penetraciones a menudo solo son visibles al microscopio; las mayores se convierten en fisuras.

DVS 0938-3 clasifica la penetración del material de aporte como penetración de metal extraño o de metal líquido, visible solo a partir de 50 aumentos. La SLV München la investigó sistemáticamente en un proyecto AiF y la clasificó según su profundidad: pequeña hasta 70 µm, media de 70 a 300 µm, grande más de 300 µm (Aicher y Cramer, DVS-Berichte 244, 2007).

Qué influye en la fisuración

  • Material de aporte: claramente más daños en los límites de grano con el bronce al estaño CuSn10 que con CuAl8, y más con CuSi2Mn1 que con CuSi3.
  • Material base: en aceros de fase dual y de fase compleja de alta resistencia, hasta un 35 % más de daños. Entre las calidades blandas, DX54D fue más sensible que H340LAD.
  • Sujeción: una sujeción rígida aumenta la tensión residual y aproximadamente duplicó el número de penetraciones del material de aporte en chapas de alta resistencia.
  • Conformado en frío: DX54D con un 20 % de estirado mostró penetraciones y pequeñas fisuras; con un 10 %, no. En juntas rebordeadas y uniones conformadas, los daños se situaron en la zona de tensión de tracción por flexión.
  • Proceso: el arco corto, el pulsado DC y el pulsado con componente AC fueron comparables entre sí. La soldadura fuerte TIG causó menos daños en los límites de grano.
  • Galvanizado: que fuera galvanizado en caliente o electrogalvanizado apenas influyó.
  • Recocido: el recocido de eliminación de tensiones a 700 °C durante 30 minutos contrarrestó los daños.

La solución según DVS 0938-3 es breve: reducir el aporte de energía y desplazar el cordón fuera de las zonas muy conformadas en frío. Optimizando los rangos de trabajo, se pueden obtener cordones de alta calidad tanto con la soldadura fuerte MIG como con la TIG. Sobre la elección del material de aporte: Materiales de aporte y designaciones normalizadas.

Nunca volver a soldar por encima de un cordón de soldadura fuerte, ni siquiera tras amolarlo. Según DVS 0938-2, existe de lo contrario el riesgo de que el material base se fragilice y se fisure.

¿Cómo se evalúan los cordones de soldadura fuerte?

Para los cordones de soldadura fuerte por arco no existe un sistema de evaluación normalizado propio. DVS 0938-1 recomienda decidir en cada caso o basarse en ISO 18279 e ISO 5817.

El motivo es el doble carácter del cordón: constructivamente está concebido como una soldadura, metalúrgicamente es una unión por soldadura fuerte. En los ensayos de Chemnitz, las irregularidades influyeron poco en la resistencia mientras el cordón fuera continuo. Lo decisivo fueron la cantidad de material de aporte y el tamaño de la superficie de unión.

Métodos de ensayo y valores límite: Ensayos, retoque y seguridad laboral.

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi cordón de soldadura fuerte tiene tantos poros?

Casi siempre por el vapor de zinc: demasiado calor, antorcha arrastrando, arco demasiado largo o una separación demasiado estrecha sin espacio de evacuación. Después, revisar la limpieza de la chapa y del alambre y el suministro de gas.

¿Qué significa fisuración en la soldadura fuerte?

La penetración de material de aporte líquido en el acero a lo largo de los límites de grano, sobre todo en zonas sometidas a tensión de tracción. De ello pueden surgir fisuras en el material base junto al cordón.

¿Qué material de aporte tiende menos a la fisuración?

En los ensayos de la SLV München, CuAl8 mostró claramente menos penetraciones del material de aporte que el bronce al estaño CuSn10, y CuSi3 menos que CuSi2Mn1.

¿Cómo se reconoce un exceso de calor?

Por los copos blancos de óxido de zinc junto al cordón, un quemado del zinc amplio, la chapa superior fundida y los poros.

¿Se puede retocar con soldadura fuerte un cordón con poros?

Sí, con material de aporte de la misma naturaleza. En cambio, volver a soldar por encima nunca está permitido. Más sobre el retoque en Ensayos, retoque y seguridad laboral.

Más información: artículos sobre la soldadura fuerte por arco

La serie sigue el orden en que surgen las preguntas en la práctica: del proceso al cordón terminado, pasando por el material de aporte, el gas y el material base. Para una visión general, véase Soldadura fuerte por arco.

  1. ¿Soldadura fuerte o soldadura?
  2. Los procesos de un vistazo
  3. Soldadura fuerte MIG
  4. Soldadura fuerte TIG y por plasma
  5. Soldadura fuerte láser e híbrida
  6. Materiales de aporte y designaciones normalizadas
  7. Gas de protección
  8. Materiales base y recubrimientos
  9. Alimentación del alambre
  10. Tipos de unión y geometría del cordón
  11. Ensayos, retoque 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».

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