Equivalente de carbono para acero, baja aleación, acero C-Mn y hierro fundido

¿Qué es el carbono equivalente en la soldadura?

El  equivalente de carbono o también llamado CE  es una medida de los factores de soldabilidad para materiales ferrosos como acero al carbono, acero de baja aleación, acero C-Mn y hierro fundido. El equivalente de carbono es una herramienta importante para determinar las diferentes propiedades (p. ej., predecir la dureza, la soldabilidad y la microestructura) de la aleación cuando se utiliza algo más que el carbono (C) como elemento de aleación. El cálculo CE se utiliza en procesos de soldadura, tratamiento térmico y fundición.

En otras palabras, CE puede contarse como la predicción de la formación de martensita en el metal de soldadura durante la solidificación y la fractura frágil de la cara debido a la alta dureza.h

El equivalente de carbono (CE) se utiliza en la soldadura para definir la soldabilidad del acero y saber cómo los diferentes elementos de aleación influyen en la dureza y la microestructura del acero que debe soldarse. Según el valor CE, se puede predecir el agrietamiento en frío inducido por hidrógeno en la soldadura según la norma EN1011-2.

Es evidente que al aumentar la cantidad de carbono y otros elementos de aleación, por ejemplo, manganeso (Mn), cromo (Cr), silicio (Si), molibdeno (Mo), vanadio (V), cobre (Cu) y níquel (Ni) da lugar a la dureza y disminuye la soldabilidad de los materiales. En la metalurgia de aleación de acero, cada elemento de aleación tiene sus efectos beneficiosos y perjudiciales en varias propiedades, como se destaca en la siguiente tabla.

effect of alloying elements Equivalente de carbono para acero, baja aleación, acero C-Mn y hierro fundido

Los ingenieros de soldadura y metalúrgicos utilizan dos fórmulas de cálculo CE ampliamente utilizadas proporcionadas por la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) y el Instituto Internacional de Soldadura (IIW). El valor del equivalente de carbono se usa en combinación con el hidrógeno en la soldadura y el espesor del material para predecir la temperatura de precalentamiento en acero y hierro fundido. Por lo general, un equivalente de carbono de más del 0,4 % requiere que el material se precaliente antes de soldarlo.

Según las directrices de la AWS, con un contenido de CE superior al 0,40 %, la soldadura es propensa a agrietarse en la  zona afectada por el calor (HAZ) y en la soldadura. La fórmula de cálculo del equivalente de carbono (CE) de la American Welding Society (AWS) se proporciona a continuación:

Fórmula CE

Fórmula Pcm para equivalente de carbono

La Sociedad Japonesa de Ingeniería de Soldadura adoptó el parámetro de metal crítico (Pcm) para el agrietamiento de la soldadura, conocido como fórmula Pcm.

fórmula pcm

Fórmula CET para Carbono Equivalente

 La fórmula CET está diseñada considerando elementos similares a la fórmula CE IIW . La principal excepción es el Vanadio. Pero en esta fórmula, se considera que el carbono tiene un efecto más significativo en comparación con otros elementos.

fórmula AEC

Relación entre el carbono equivalente y la soldabilidad del acero

El carbono equivalente afecta directamente a la soldabilidad de los materiales. A medida que aumentan los valores de CE, disminuye la soldabilidad de los materiales. Los materiales con bajo contenido de carbono ofrecen una excelente soldabilidad con mínimas precauciones. Esta precaución, como el precalentamiento de soldadura adicional, el uso de electrodos de bajo hidrógeno, el postcalentamiento, etc., aumenta a medida que aumenta el valor de CE.

La siguiente tabla muestra la relación entre el valor de carbono equivalente (CE), la soldabilidad del material y los requisitos de precalentamiento.

Relación entre el carbono equivalente y la soldabilidad del acero

Para calcular de manera fácil y precisa el equivalente de carbono basado en IIW, AWS, Pcm y CET, en un solo paso, use instantáneamente nuestra calculadora en línea. Haga clic en el enlace de abajo.

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