Cómo soldar acero AISI 4130

Introducción al acero AISI 4140

El acero aleado AISI 4130 contiene cromo y molibdeno como agentes de refuerzo. Se suministra como una barra redonda comúnmente en estado endurecido y revenido con una dureza de 18-22 HRC. AISI 4130 es un acero de baja aleación, endurecido y templado que se utiliza para equipos de perforación y producción de petróleo y gas: equipos de cabeza de pozo y árboles de Navidad. AISI 4130 tiene un alto contenido de carbono más adiciones de cromo y molibdeno y, dependiendo del tratamiento térmico aplicado, tiene niveles de resistencia superiores a 774 N / mm. Estos aceros son capaces de resistir la alta presión experimentada durante las operaciones de perforación, es decir, 10-15 ksi más, dependiendo del espesor de la pared. Soldar AISI 4130 no es difícil, siempre que los procedimientos de soldadura y el posterior tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) se lleven a cabo de acuerdo con los procedimientos aprobados.

Especificaciones del material AISI 4130

AMS 6348AMS 6371ASTM A331ASTM A829DIN 1.7218
AMS 6350AMS 6373ASTM A506MIL S-18729UNI 25 CrMo 4
AMS 6351AMS 6374ASTM A507MIL S-6758JIS SCCrM 1
AMS 6360AMS 6528ASTM A513SAE J1397JIS SCM 2
AMS 6361AMS 7496ASTM A519SAE J404SS 2225
AMS 6362ASTM A29ASTM A646SAE J412BS CDS 110
AMS 6370ASTM A322ASTM A752AFNOR 25 CD 4 (S)SAE J770

Propiedades químicas de AISI 4130

Peso %CSiMinnesotaCrMesSPAG
Min. 0,28 0,15 0,40 0,80 0,15
Max. 0,33 0,35 0,60 1,10 0,25 0,035 0,025

Propiedades mecánicas de AISI 4130

NACE MR0175: la dureza es de 22 HRC máx., API 6A.

PropiedadesMétricoImperial
Resistencia a la tracción, máxima560 MPa81200 psi
Resistencia a la tracción, rendimiento460 MPa66700 ps

Soldadura de AISI 4130

AISI 4130 tiene un límite elástico y de tracción muy alto debido a sus condiciones de templado y revenido (Q & T). Al soldar con el electrodo SMAW, las propiedades coincidentes o superiores se logran con el electrodo E10018-D2. La soldadura GTAW (TIG) o GMAW (MAG) se debe realizar utilizando alambre de relleno tipo ER100S-G. Estos electrodos o alambres proporcionan propiedades mecánicas más altas que el metal base para la soldadura AISI 4130.

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Problemas de soldadura AISI 4130

  1. Cumplir con los límites de dureza NACE MR0175 para acero de baja aleación, ya que la dureza máxima permitida es 250HV. La selección cuidadosa de la temperatura de precalentamiento y postcalentamiento (alivio de estrés) es un paso crítico.
  2. Evite el agrietamiento por hidrógeno asegurándose de que los consumibles de soldadura estén completamente horneados.
  3. Produce un metal de soldadura dúctil y de alta resistencia.

Soldadura de AISI 4130 con EH36 u otro acero al carbono

La soldadura de AISI 4130 a materiales de acero al carbono como EH36, SA516 o SA105 se puede realizar utilizando alambre de relleno TIG / MAG ER70S-6 o electrodo SMAW E7018. Si se necesita un relleno de alta resistencia, se puede soldar con alambre de relleno E10018-D2 o ER100S-G.

Precalentamiento de acero AISI 4130

La temperatura de precalentamiento se mantendrá entre 200 ° C y 250 ° C para el material AISI 4130. Haga clic aquí para utilizar nuestra herramienta gratuita de cálculo de temperatura de precalentamiento en línea.

PWHT / Alivio de tensión de acero AISI 4130

El PWHT del acero AISI 4130 debe realizarse a alrededor de 600 ° C para un tiempo de retención de 1 pulgada / hora de espesor del material. Se puede mantener un tiempo de retención más alto, pero no debe disminuir la resistencia a la tracción por debajo de su límite mínimo especificado.

Además, otro criterio importante para la selección de la temperatura PWHT es que la temperatura PWHT debe mantenerse por debajo de la temperatura de revenido del material. ya que una temperatura alta de PWHT destruirá el efecto de revenido en el material base.

La siguiente imagen muestra la microestructura obtenida durante la soldadura TIG de AISI 4130 en varios lugares.