Consejos de expertos: Reparación de deformaciones en la soldadura de acero inoxidable

Esquemas para resolver el problema de la deformación en la soldadura del acero inoxidable

Durante la fabricación de piezas de acero inoxidable, la deformación de las piezas es un problema común que se produce como resultado de la soldadura. Esta deformación es sólo un fenómeno superficial, causado por el sobrecalentamiento del metal de soldadura y de la zona afectada por el calor debido a la fuente de calor de la soldadura. Este sobrecalentamiento suele dar lugar a estructuras de grano grueso en el metal de soldadura y en la zona afectada por el calor, lo que puede provocar defectos e influir negativamente en el rendimiento del metal.

Para evitar estos efectos negativos y controlar la temperatura de las piezas, es importante regular la temperatura de las mismas. Sin embargo, esperar a que las piezas se enfríen antes de proceder a la siguiente proceso de soldadura puede llevar mucho tiempo y repercutir negativamente en la eficacia del trabajo.

Para resolver este problema, se han propuesto varias soluciones. En determinados procesos de soldadura, el volumen de las piezas está estrechamente relacionado con la densidad del cordón de soldadura y los pies de soldadura. Por ejemplo, en el procesado de piezas de chapa de acero inoxidable, la fuente de calor (arco) funde el metal base (piezas) durante la soldadura, formando un baño de fusión. Tras el enfriamiento natural y la cristalización, el costura de soldadura se forma.

Sin embargo, cuando las piezas son demasiado pequeñas, el calor de soldadura no puede distribuirse rápidamente, lo que provoca la deformación de las piezas y afecta a su aspecto y forma. Para resolver este problema, es necesario abordar varios aspectos.

Esquema de soldadura

En la actualidad, existen dos métodos de soldadura habituales para soldadura de acero inoxidable en la mayoría de las fábricas:

⑴ Soldadura por arco con electrodo de soldadura

El primer método de soldadura es un método más tradicional que requiere un alto nivel de habilidad por parte del soldador. Este método tiene un impacto significativo en el calor de las piezas, lo que se traduce en un largo tiempo de procesamiento tras la soldadura y un control de calidad deficiente.

Sin embargo, el equipo utilizado para este método es relativamente sencillo y puede utilizarse para soldar diversos materiales con varillas de soldadura flexibles.

Soldadura con gas protector

La soldadura por arco con protección de gas puede dividirse en varios métodos, a saber soldadura por arco de argón para la soldadura de acero inoxidable, que utiliza argón o una mezcla de gases (soldadura MAG) como gas protector. La ventaja de la soldadura con gas protector es su rapidez. velocidad de soldaduraLa superficie de influencia térmica es pequeña y el tratamiento posterior a la soldadura es sencillo.

Para minimizar la influencia térmica en las piezas durante soldadura de acero inoxidableSe recomienda utilizar la soldadura con gas de protección en la medida de lo posible. En el proceso de diseño de la soldadura, es importante adoptar la alternancia métodos de soldadura como la soldadura alternada derecha-izquierda, simétrica y de paso atrás, siguiendo los principios de primero dentro y luego fuera, primero menos y luego más, y primero corto y luego largo.

Los parámetros de soldadura, como la corriente de soldadura y la tensión del arco, también pueden influir en la deformación de la soldadura. A medida que el tamaño de la componentes de acero inoxidable la corriente de soldadura también debe aumentar. Sin embargo, es importante controlar estrictamente la corriente de soldadura para garantizar un calentamiento uniforme de la soldadura. Si la corriente de soldadura es demasiado baja, puede afectar al calidad de soldadura, mientras que si es demasiado alta, puede causar una deformación más grave de la soldadura.

Por lo tanto, el parámetros de soldadura como la corriente de soldadura y la tensión del arco deben ajustarse en función del grosor y los requisitos de soldadura del material.

Tecnología de soldadura

⑴ Piezas pequeñas y sencillas

Por ejemplo, en caso de que el método de soldadura sea en forma de L, de T o de superposición de piezas en un plano plano, se puede añadir una placa de cobre (con un grosor superior a 8 mm) debajo de las piezas, como se muestra en la figura 1.

Fig.1 placa de cobre bajo piezas

Fig.1 partes inferiores de la placa de cobre

La eficiencia de transferencia de calor del cobre es mayor que la del acero, por lo que el uso de una placa de cobre puede facilitar la eliminación de calor de soldadura y minimizar la deformación térmica de las piezas.

Si las piezas no son planas o tienen tendencia a hincharse, lo que dificulta un contacto estrecho con la placa de cobre, se puede colocar un material de algodón grueso con alta absorción de agua o una esterilla empapada bajo el cordón de soldadura de las piezas. Esto también reducirá eficazmente la deformación.

⑵ Piezas grandes y complejas

Si la forma de las piezas es compleja o no hay espacio para una placa de cobre, la solución anterior puede no ser viable. En tales casos, debe emplearse el método de refrigeración por agua (como se muestra en la figura 2).

Fig.2 método de refrigeración por agua

Fig.2 método de refrigeración por agua

La refrigeración por agua se clasifica generalmente en dos categorías:

① Refrigeración por pulverización:

En este método, el agua se pulveriza en la parte posterior del cordón de soldadura de las piezas, lo que resulta adecuado para piezas con áreas más grandes. Es crucial ajustar el ángulo de la corriente de agua para solapamientos en forma de T o de L para evitar que el agua fluya hacia la posición de soldadura.

La ventaja de este método es que proporciona una refrigeración eficaz y es conveniente para la producción en masa. Sin embargo, la desventaja es que requiere equipos especiales y solo es adecuado para piezas procesadas de un solo tipo.

② Enfriamiento por arena húmeda:

El método de enfriamiento por pulverización no es aplicable a las superficies planas. soldadura de juntas porque no puede garantizar que el agua no fluya por el recorrido de la soldadura. En su lugar, puede utilizarse el método de refrigeración por arena húmeda. Consiste en llenar recipientes (más grandes que las piezas a soldar) con arena, saturar totalmente la arena con agua y colocar las piezas planas sobre la arena húmeda antes de soldar.

Esto permite que la parte posterior del cordón de soldadura de las piezas esté en pleno contacto con la arena húmeda, y entonces puede comenzar la soldadura. La ventaja de este método es su sencillo funcionamiento y su idoneidad para todo tipo de aplicaciones. formas complejas. La desventaja es que no es fácil fabricar piezas grandes.

⑶ Soldadura de grandes piezas de chapa

En general, se trata de la soldadura de piezas con un espesor superior a 6 mm. Debido al gran tamaño de las piezas, la gran longitud de soldadura y la gran altura de soldadura (gran área de baño de fusión y extensa zona caliente), durante la soldadura pueden producirse deformaciones por flexión causadas por la deformación térmica. Para solucionar este problema, deben tomarse varias medidas:

① Antes de soldar deben prepararse medidas de refrigeración adecuadas (consulte el esquema de refrigeración para piezas pequeñas);

② Tolerancia de la soldadura a la deformación:

Dado que es difícil conseguir una soldadura simétrica o simultánea en un lado para la mayoría de las piezas, y un calentamiento desigual provocará una deformación por flexión durante la soldadura. Para mitigarlo, la deformación de las piezas debe contrarrestarse en la dirección opuesta a la deformación, en función de la longitud de las piezas, el grosor del material (altura del cordón de soldadura) y la forma.

Esto requiere personal técnico y de ingeniería con experiencia y trabajadores cualificados que hagan juicios basados en la experiencia. Se utilizan utillajes para fijar las piezas y, tras fabricar la primera, se realizan ajustes finos en función del efecto real.

Fig.3 margen de deformación de la soldadura

Fig.3 margen de deformación de la soldadura

Alivio de tensiones tras la soldadura de piezas

En comparación con la soldadura ordinaria de piezas de acero al carbono, el coeficiente de conductividad térmica del acero inoxidable es menor, y su resistencia eléctrica y coeficiente de dilatación son mayores. Como resultado, la transferencia de calor en el acero inoxidable es más lenta y la deformación térmica es mayor.

Aunque la deformación de la superficie de las piezas no sea perceptible después de la fabricación, pueden producirse cambios durante el transporte o debido a vibraciones, movimientos o cambios de temperatura, que repercuten directamente en el aspecto, el tamaño y el rendimiento de las piezas.

Por lo tanto, es importante aliviar la tensión en piezas grandes después de la fabricación, especialmente en el caso de piezas gruesas (con gran altura de soldadura y gran baño de fusión) y piezas con múltiples cordones de soldadura. El alivio de tensiones puede conseguirse mediante envejecimiento natural o artificial.

El envejecimiento natural se suele utilizar para grandes piezas de fundición, pero no es adecuado para piezas de soldadura en general y el proceso de envejecimiento es largo y difícil de controlar.

El envejecimiento artificial se divide en envejecimiento por tratamiento térmico y envejecimiento por vibración.

El envejecimiento por tratamiento térmico consiste en calentar las piezas a una temperatura de 550 a 650 ℃ para realizar tensiones recocido. Este método es más eficaz en términos de tiempo que el envejecimiento natural, pero las fábricas suelen carecer de las condiciones de procesamiento necesarias y la externalización del proceso aumenta los costes de transporte. Por ello, el envejecimiento por tratamiento térmico no se utiliza habitualmente.

El envejecimiento por vibración es un método muy utilizado para eliminar las tensión interna en materiales de ingeniería. Reduce la deformación plástica de los componentes causada por la tensión residual a través de la vibración, aliviando eficazmente la tensión.

El principio del envejecimiento por vibración consiste en colocar un sistema de motor con un bloque excéntrico (vibrador) sobre el artefacto y soportar los componentes con objetos elásticos, como almohadillas de goma. El motor se pone en marcha mediante el controlador, y la velocidad se ajusta para lograr resonancia en el artefacto.

Un tratamiento de vibración de 20 a 30 minutos puede ajustar eficazmente la tensión interna, y el tiempo de vibración acumulado no debe superar los 40 minutos.

Este método requiere pocos requisitos en el lugar de procesamiento y es sencillo de manejar, por lo que es un método comúnmente adoptado por la mayoría de las fábricas. La estructura y el aspecto de las piezas no se ven afectados por el entorno exterior, lo que garantiza su estabilidad.

Conclusión

En conclusión, la deformación de la soldadura es un acontecimiento inevitable en la soldadura del acero inoxidable, y puede tener un impacto significativo en el mecanizado y el uso práctico del componentes de acero inoxidable. Para minimizar estos efectos, se debe dedicar más tiempo y atención a la tecnología de soldadura, incluidos el método de soldadura, los parámetros técnicos, la secuencia, el posicionamiento y la sujeción de los componentes y el procesamiento posterior a la soldadura, para controlar distorsión de soldadura en la menor medida posible.

En el control de cada proceso de fabricación, el personal técnico y de ingeniería y los operarios de soldadura deben colaborar estrechamente, combinando los datos teóricos con la situación real, y desarrollar un plan de construcción razonable para controlar totalmente la deformación de la soldadura. Sólo así se puede fabricar un producto más perfecto.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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