Cómo soldar acero inoxidable dúplex

Soldadura de acero inoxidable dúplex, acero inoxidable dúplex a acero al carbono / acero de baja aleación

El acero inoxidable dúplex es un tipo de acero inoxidable (Haga clic aquí para conocer los tipos de acero inoxidable) que tiene una microestructura que consta de 50% de ferrita (α) y 50% de austenita (γ) en teoría, aunque la ferrita y la austenita tienen un rango de aceptación. Durante la solidificación, el dúplex se solidifica como ferrita, que luego se transforma parcialmente en austenita cuando la temperatura disminuye aún más.

La microestructura del 50%: 50% se logra a temperatura ambiente después del enfriamiento con agua de la temperatura de recocido de la solución por los fabricantes de acero. Esta microestructura de dos fases proporciona a los aceros inoxidables dúplex importantes propiedades mecánicas y de corrosión y depende en gran medida del tratamiento térmico y la composición química (equilibrio adecuado entre los formadores de austenita níquel y nitrógeno y los formadores de ferrita cromo y molibdeno).

Cómo soldar acero inoxidable dúplex

Comprensión del acero inoxidable dúplex

Cómo soldar acero inoxidable dúplex

La temperatura es un parámetro clave que impulsa la microestructura de los materiales dúplex tanto en HAZ como en el metal de soldadura. Un control inadecuado de la temperatura puede provocar los siguientes problemas:

  1. La formación de fases perjudiciales y
  2. La formación de una microestructura desequilibrada .

Propiedades químicas del acero inoxidable dúplex

La Tabla 1 muestra la composición química de varios tipos de acero inoxidable dúplex.

Cómo soldar acero inoxidable dúplex

Propiedades mecánicas del acero inoxidable dúplex

Las propiedades mecánicas de Duplex son más altas que las de los grados austeníticos equivalentes, su límite elástico es aproximadamente el doble de los de los grados clásicos. La Tabla 2 muestra las propiedades mecánicas de varios grados de acero inoxidable dúplex.

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Control de equilibrio de fase de ferrita / austenita

La temperatura juega un papel importante en el equilibrio de fase de los aceros inoxidables dúplex:

  • En ZAT: en caso de sobrecalentamiento, se formará ferrita adicional. Si la velocidad de enfriamiento es demasiado alta, la ferrita no se volverá a transformar en austenita, lo que provocará una microestructura desequilibrada. Si la velocidad de enfriamiento es apropiada (dependiendo de la entrada de calor y el espesor del material), se formará austenita. Además, es importante tener en cuenta la acción estabilizadora de austenita del nitrógeno que reducirá el potencial exceso de ferrita en ZAT.
  • En metal de soldadura: para evitar un contenido de ferrita demasiado alto, el material de relleno debe estar sobrealeado en níquel, lo que favorecerá la formación de austenita. Por ejemplo, se recomienda 2209 (9% Ni) para soldar el grado 2205 (5% Ni). Este documento proporciona listas de materiales de relleno recomendados para soldar cada grado dúplex.
Cómo soldar acero inoxidable dúplex

Selección de alambre de relleno de soldadura para soldadura de acero inoxidable dúplex:

El alambre de relleno / electrodo para soldadura de acero inoxidable dúplex para varios grados, acero dúplex a acero al carbono, acero de baja aleación y otras combinaciones se pueden encontrar fácilmente utilizando la siguiente tabla:

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Entrada de calor mínima y máxima para soldadura dúplex de acero inoxidable

A continuación, se muestran las pautas generales sobre la entrada de calor de soldadura para obtener resultados mecánicos satisfactorios en la soldadura. La entrada de calor se puede calcular usando nuestra HERRAMIENTA DE CÁLCULO DE ENTRADA DE CALOR EN LÍNEA.

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Precalentamiento y postcalentamiento para soldadura dúplex de acero inoxidable

No se recomienda el precalentamiento de aceros dúplex y puede tener un impacto perjudicial en las propiedades del conjunto soldado. Para eliminar la humedad, el acero dúplex se puede calentar hasta 100 ° C (210 ° F).

Temperatura entre pasadas

Como regla general, la temperatura entre pasadas debe limitarse a 150 ° C (300 ° F) para aceros dúplex y dúplex magros, y a 100 ° C (210 ° F) para aceros superdúplex. Las temperaturas entre pasadas demasiado altas disminuirán la velocidad de enfriamiento. En este caso, es probable que se produzca la precipitación de la fase intermetálica, los nitruros o carburos en el metal de soldadura.

Postcalentamiento

No se recomienda el poscalentamiento y debe evitarse si la temperatura supera los 290 ° C (550 ° F).