Técnicas y procedimiento de soldadura de cordones de temple

¿Cuáles son las diversas técnicas de soldadura de cordones de temple?

Al realizar una soldadura de cordón de templado, la entrada de calor de soldadura, la temperatura de precalentamiento y entre pasadas y la colocación del cordón de soldadura deben ser monitoreadas y controladas de cerca para:

  1. a) Limite la entrada de calor y el precalentamiento para evitar un engrosamiento excesivo del grano de la zona afectada por el calor (ZAC) de “grano grueso” de la primera capa de soldadura hecha en el componente.
  2. b) Para la segunda capa de soldadura, aumente la entrada de calor en una cantidad establecida (generalmente una entrada de calor más alta que la del cordón anterior) para refinar la ZAT de grano grueso de la primera capa de soldadura subyacente debido al efecto de templado producido por el calor térmico. de capa de soldadura.
  3. c) Superponga la colocación de cordones de soldadura sucesivos para producir un refinamiento de grano de los cordones de soldadura adyacentes.
Soldadura de cordones de temperamento

Haga clic aquí para aprender qué es la soldadura con cordón templado.

Tipos de técnicas de soldadura de cordones de temple

Sobre la base de numerosos trabajos llevados a cabo en las últimas dos décadas, se han desarrollado cinco técnicas de soldadura por cordón de temple que se detallan a continuación:

1) Técnica de media cuenta

2) Técnica de capa consistente

3) Técnica de cuentas de temperamento alternativo

4) Técnica de deposición controlada

5) Técnica de templado de la punta soldada

Todas las técnicas anteriores tienen el mismo objetivo de templar la ZAT de grano grueso en el metal base y los cordones / capas de soldadura anteriores. Los métodos mediante los cuales se depositan los cordones de soldadura varían de una técnica a otra.

Técnica de soldadura de revenido de medio cordón

La técnica se estableció inicialmente para su uso en la industria nuclear, pero desde entonces se ha utilizado ampliamente para reparaciones de tuberías, cabezales y carcasas de turbinas en centrales eléctricas convencionales.

Se utiliza la técnica SMAW y emplea una serie de electrodos de diámetro creciente, comenzando con 2,5 mm, luego 3,2 mm y terminando con electrodos de 4,0 mm. Los diámetros crecientes proporcionan un aumento suficiente de la entrada de calor de la primera a la tercera capa.

El área a reparar se limpia y se precalienta a una temperatura correspondiente al material y espesor (típicamente> 150 ° C), y se utiliza una técnica de untado como primera capa con electrodos de 2,5 mm. El uso de electrodos de 2,5 mm es para producir una pequeña zona poco profunda afectada por el calor.

El segundo paso es eliminar aproximadamente la mitad de la capa soldada mediante esmerilado.

El tercer paso es la deposición de una segunda capa utilizando electrodos de 3,2 mm. Esto vuelve a transformar efectivamente la zona afectada por el calor de grano grueso y la primera capa.

El cuarto paso consiste nuevamente en eliminar aproximadamente la mitad de la capa soldada mediante esmerilado.

Los pasos restantes son la deposición de la tercera capa y las subsiguientes usando electrodos de 4.0 mm con un pulido adicional después de que se haya depositado cada capa. Cada capa subsiguiente transforma y templa las capas debajo de ella.

La desventaja de la técnica es que se requiere una gran cantidad de rectificado preciso. Esto lleva mucho tiempo y si se elimina demasiado material de la primera capa, los efectos de la transformación no son satisfactorios. Como resultado, esta técnica ahora ha perdido popularidad. https://www.youtube.com/embed/WSosY5WD_h8?feature=oembed

Técnica consistente de soldadura por temple de capa

Esta técnica utiliza el proceso SMAW o GTAW. La técnica consiste en depositar capas de soldadura que sean lo suficientemente gruesas como para que la capa de soldadura posterior solo atempere la zona afectada por el calor causada por la primera capa. La temperatura no debe exceder la temperatura de cristalización inferior “A1” (Haga clic aquí para calcular la temperatura de recristalización superior e inferior para cualquier acero), por lo que no se produce transformación de grano. La técnica puede producir una microestructura de zona afectada por el calor que consiste predominantemente en martensita templada con pequeñas cantidades de bainita, lo que da como resultado buenas propiedades de tenacidad.

Técnica alternativa de soldadura de cordones de temple

Esta técnica se desarrolló específicamente para materiales de carbono-manganeso y carbono-molibdeno utilizados en componentes de vasijas de presión de reactores nucleares. Utiliza el proceso automático GTAW y es una alternativa a la técnica de media cuenta para su uso en áreas de alta exposición a la radiación.

La técnica consiste en preparar el área a reparar para que se puedan realizar al menos seis capas de mantequilla. Se aplica un precalentamiento de 1500 ° C como mínimo y la entrada de calor de cada capa se controla dentro del 10% del medido en la prueba de calificación del procedimiento.

Técnica de soldadura por temple de deposición controlada

Esta técnica resultó de casos especiales en los que la fragilización por fluencia y el agrietamiento por recalentamiento eran problemas potenciales durante la reparación y estaban dirigidos a materiales específicos utilizados en estaciones convencionales de combustión fósil. También es una técnica SMAW y utiliza proporciones estrictamente controladas de entrada de calor entre una capa de soldadura y la siguiente. La entrada de calor para la segunda capa es de 1.3 a 1.8 veces mayor que para la primera capa y está diseñada para producir refinamiento y templado del grano en la zona original afectada por el calor. Las proporciones deben verificarse experimentalmente para cada material a soldar.

El aumento en la entrada de calor debe ser del 30 al 70% para cada capa subsiguiente, y para SMAW, aumentando el tamaño del electrodo en un tamaño mientras se mantiene la misma técnica de soldadura generalmente se logra esto.

No es necesario que la producción utilice exactamente la misma entrada de calor que en la prueba de procedimiento, pero la relación entre capas debe permanecer igual.

Parte del metal de soldadura y ZAT del primer cordón se vuelve a fundir con el segundo cordón. La cantidad que se vuelve a fundir depende de la superposición, pero por lo general, el objetivo es una superposición del 50%. La técnica del cordón templado generalmente implica completar primero la primera capa.

La entrada de calor para las corridas de la segunda capa se incrementa de modo que el calor vuelve a fundir algunas de las primeras capas pero vuelve a transformar el área de grano grueso de la ZAT al tiempo que templa la región intercrítica. Se necesita un cuidado extremo con la colocación del recorrido final. La tercera capa es una repetición de la segunda capa con mayor entrada de calor.

Técnica de templado de la punta soldada

Esta técnica implica la colocación de un recubrimiento de sacrificio utilizando cordones, corridas o secuencia de soldadura para templar la ZAT subyacente en la punta de las soldaduras a tope o de filete. La secuencia de colocación de las perlas es fundamental para lograr el efecto deseado. Los cordones de protección de temple generalmente se muelen para devolver el refuerzo de soldadura a límites aceptables. Si bien las virtudes de las técnicas de soldadura con cordones de temple son discutibles, no hay duda de que la ZAT en la punta de la soldadura es una de las áreas más difíciles cuando se deja en la condición de soldado. La técnica de templado de punta soldada proporciona un método simple para templar esta área sin recurrir a PWHT. Se aplica desde hace muchos años.

CALIFICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA CON PERLAS TEMPERATURAS

La Sección IX de ASME ha proporcionado detalles completos sobre las pruebas de calificación del cordón de temple de acuerdo con el código ASME. El proceso de calificación para la soldadura por cordón de temple debe establecer que la técnica de soldadura produce el tratamiento térmico requerido de la ZAT además de cumplir con los requisitos de calificación del procedimiento de soldadura tradicional.

Para determinar si el procedimiento de soldadura por cordón de temple produce la ZAT requerida, generalmente se aplican las siguientes cuatro pruebas complementarias:

1). Evaluación microestructural de soldadura y ZAT Esta evaluación determinará la presencia de martensita sin templar, regiones de crecimiento excesivo de granos y la presencia de microestructuras indeseables.

2). Prueba de dureza Un estudio de dureza sistemático a través de la soldadura y HAZ proporcionará evidencia rápida de microestructuras duras indeseables. Una encuesta de prueba de microdureza en la ZAT utilizando métodos de prueba de dureza Vickers o Knoop proporciona una buena indicación de si se lograron las microestructuras deseadas en la ZAT.

3). Prueba de impacto Charpy Vee Notch La prueba Charpy Vee Notch de la HAZ soldada proporciona una determinación bien reconocida de la tenacidad de la muesca de la HAZ.

4). Prueba de flexión La prueba de flexión lateral tradicional proporciona un método rápido y económico para determinar la ductilidad y la capacidad de deformación de la ZAC.

Para determinar la efectividad del procedimiento de soldadura de cordones de temple, será necesario comparar los resultados de HAZ de cordones de temple con:

  1. a) Los mismos resultados obtenidos de la prueba de calificación del procedimiento de soldadura convencional después del tratamiento térmico tradicional post-soldadura;
  2. b) Los mismos resultados de prueba obtenidos con el procedimiento de soldadura convencional sin tratamiento térmico posterior a la soldadura.

Ambas comparaciones son necesarias para determinar si la técnica de soldadura con cordón de temple aplicada proporciona los resultados requeridos.