I. Puntos críticos en la selección del alambre de soldadura La selección del alambre de soldadura debe basarse en el tipo de acero a soldar, los requisitos de calidad de las piezas a soldar, las condiciones de construcción de la soldadura (espesor de la chapa, forma de la ranura, posición de soldadura, condiciones de soldadura, tratamiento térmico posterior a la soldadura y operación de soldadura, etc.) y consideraciones de coste. El orden de [...]
La selección del hilo de soldadura debe basarse en el tipo de acero a soldar, los requisitos de calidad de las piezas a soldar, las condiciones de construcción de la soldadura (espesor de la chapa, forma de la ranura, posición de soldadura, condiciones de soldadura, tratamiento térmico posterior a la soldadura y operación de soldadura, etc.) y consideraciones de coste.
El orden de consideración para seleccionar el alambre de soldadura es el siguiente:
① Seleccionar el hilo de soldadura en función del tipo de acero de la estructura a soldar.
Para el acero al carbono y el acero de baja aleación y alta resistencia, se sigue principalmente el principio de "igualación de resistencias", seleccionando el hilo de soldadura que cumpla los requisitos de rendimiento mecánico.
Para el acero resistente al calor y el acero resistente a la intemperie, se hace hincapié principalmente en la consistencia o similitud de la composición química del metal de soldadura y el material de base, para cumplir los requisitos de resistencia al calor y resistencia a la corrosión.
② Seleccionar el hilo de soldadura en función de los requisitos de calidad de la pieza a soldar (especialmente la tenacidad al impacto).
En relación con las condiciones de soldadura, la forma de la ranura, las proporciones de gas protector y otras condiciones técnicas, deben seleccionarse los materiales de soldadura que alcancen la máxima eficacia de soldadura y reduzcan el coste de la misma, garantizando el rendimiento de la soldadura. junta soldada.
③ Seleccione el hilo de soldadura en función de la posición de soldadura in situ.
En función del grosor de la chapa de la pieza a soldar, seleccione el diámetro del alambre de soldadura utilizado, determine el valor de corriente utilizado y consulte los materiales de introducción del producto y la experiencia de uso de varios fabricantes para seleccionar la marca de alambre de soldadura adecuada para la posición de soldadura y el uso actual.
El rendimiento del proceso de soldadura incluye la estabilidad del arco, el tamaño y la cantidad de las partículas de salpicadura, la eliminación de la escoria, el aspecto y la forma de la soldadura. Para el soldadura de acero al carbono y aceros de baja aleación (especialmente la soldadura semiautomática), el método y los materiales de soldadura se seleccionan principalmente en función del rendimiento del proceso de soldadura.
En la Tabla 1 se muestra la comparación del rendimiento del proceso de soldadura con gas de protección utilizando hilo macizo e hilo tubular.
Tabla 1 Comparación del rendimiento del proceso de soldadura entre el alambre de núcleo macizo y el alambre de núcleo fundente en la soldadura con gas protector
| Rendimiento del proceso de soldadura | Alambre de soldadura de núcleo sólido | CO2 soldadura, alambre de soldadura tubular. | ||||
| CO2 Soldadura | Ar+CO2 Soldadura | Molde de escoria | Tipo de polvo metálico | |||
| Dificultad de funcionamiento | Soldadura plana | Lámina ultrafina (δ≤2mm) Chapa fina (δ<6mm) Hoja mediana (δ>6mm) Chapa gruesa (δ>25mm) | Ligeramente pobre Media Bien Bien | Superior Superior Bien Bien | Ligeramente pobre Excelente Bien Bien | Ligeramente pobre Excelente Bien Bien |
| Horizontal Soldadura en ángulo | Una capa Multicapa | En general En general | Bien Bien | Superior Superior | Bien Bien | |
| Soldadura vertical | Hacia abajo Hacia abajo | GoodGood | Excelente Excelente | Superior Superior | Ligeramente inferior Ligeramente inferior | |
| Costura de soldadura Apariencia | Soldadura plana Soldadura en ángulo horizontal Soldadura vertical Soldadura aérea | Media Por debajo de la media Media Por debajo de la media | Superior Superior Superior Bien Superior | Superior Superior Superior Superior Superior | Excelente Bien Media Por debajo de la media | |
| Otros | Estabilidad del arco Profundidad de fusión Salpicaduras Escoria Desmontabilidad Mordedura de Canto | General Excelente Ligeramente deficiente – Excelente | Excelente Excelente Excelente – Excelente | Superior Superior | Superior Superior Superior Ligeramente inferior Superior | |
El hilo de soldadura y el fundente son materiales consumibles en la soldadura por arco sumergido. La soldadura con una amplia gama de materiales metálicosDesde el acero al carbono hasta las aleaciones con alto contenido en níquel, pueden realizarse utilizando hilo de soldadura y fundente.
La selección del hilo de soldadura por arco sumergido debe tener en cuenta la influencia tanto de los componentes del fundente como del material base.
Para conseguir diferentes composiciones y propiedades mecánicas del cordón de soldadura, se puede utilizar una combinación de un tipo de fundente (principalmente fundente fundido) con varios tipos de alambre de soldadura, o se puede combinar un tipo de alambre de soldadura con varios tipos de fundente (principalmente fundente sinterizado).
Para un determinado estructura de soldaduraEl hilo de soldadura y el fundente a utilizar deben decidirse tras un análisis exhaustivo de la composición de la calidad del acero, los requisitos de rendimiento del cordón de soldadura y los cambios en los parámetros del proceso de soldadura.
Durante la soldadura por arco sumergido, el fundente cumple dos funciones: proteger el metal de soldadura y llevar a cabo el tratamiento metalúrgico. El hilo de soldadura actúa como metal de aportación, mientras que los elementos de aleación también se añaden a la soldadura para participar en las reacciones metalúrgicas.
(1) Alambres de soldadura para acero de bajo carbono y bajo Acero aleado
Existen tres alambres de soldadura de uso común para la soldadura por arco sumergido de aceros con bajo contenido en carbono y aceros de baja aleación:
(2) Acero de alta resistencia Alambre
Este tipo de alambre de soldadura contiene más de 1% de manganeso y entre 3% y 0,8%, como H08MnMoA y H08Mn2MoA. Se utiliza para soldar aceros de baja aleación y alta resistencia.
Para mejorar el rendimiento de la soldadura, se pueden añadir Ni, Cr, V y Re al alambre de soldadura, en función de la composición y los requisitos de rendimiento del acero de alta resistencia. El alambre de soldadura MN-MO se utiliza principalmente para soldar metal con una resistencia a la tracción de 590MPa, como H08MnMoA.
El metal de soldadura con un nivel de resistencia de 590MPa suele utilizar alambre de soldadura de la serie Mn-Mo, como H08MnMoA, H08Mn2MoA, H10Mn2Mo, etc.
Los cordones de soldadura con un nivel de resistencia de 690 a 780 MPa suelen utilizar alambre de soldadura de las series Mn-Cr-Mo, Mn-Ni-Mo o Mn-Ni-Cr-Mo.
Cuando se requiere una mayor tenacidad para el cordón de soldadura, se puede utilizar un alambre de soldadura que contenga Ni, como H08CrNi2MoA, etc.
Cuando se sueldan calidades de acero con un nivel de resistencia inferior a 690MPa, se puede utilizar fundente fundido y fundente sinterizado.
Cuando se suelda acero de alta resistencia con un nivel de resistencia de 780MPa, debe utilizarse fundente sinterizado para conseguir una alta tenacidad, además de seleccionar el hilo de soldadura adecuado.
Consulte la Tabla 2 para conocer las propiedades mecánicas, características y usos del hilo macizo para soldadura por arco sumergido.
Tabla 2: Propiedades mecánicas, características y usos del alambre macizo para soldadura por arco sumergido
| Grado del alambre de soldadura | Diámetro /mm | Características y aplicaciones | Propiedades mecánicas del metal de revestimiento. | |||
| Resistencia a la tracción σb /MPa | Límite elástico σS /MPa | Tasa de elongación δ5 / % | Energía de impacto AkV / J | |||
| H08A | 2.0～5.0 | Estructuras bajas en carbono soldadura de acero se utiliza sobre todo en la soldadura por arco sumergido, en combinación con fundentes como HJ430, HJ431 y HJ433. Se utiliza para soldar estructuras de acero con bajo contenido en carbono y determinados aceros de baja aleación (como el 16Mn). | 410～550 | ≥330 | ≥22 | ≥27(0℃) |
| H08MnA | 2.0～5.8 | Soldadura de acero al carbono utilizado junto con el fundente para la soldadura por arco sumergido, da como resultado un cordón de soldadura metálico con excelentes propiedades mecánicas. Se utiliza para la soldadura por arco sumergido de acero al carbono y acero de baja aleación de los niveles de resistencia correspondientes (como 16Mn, etc.) en calderas y recipientes a presión. | 410～550 | ≥330 | ≥22 | ≥27(0℃) |
| H10Mn2 | 2.0～5.8 | El alambre para soldadura por arco sumergido cobreado, combinado con los fundentes HJ130, HJ330 y HJ350 para soldadura, produce cordones de soldadura con excelentes propiedades mecánicas. Se utiliza para la soldadura por arco sumergido de estructuras de acero al carbono y acero de baja aleación (como 16Mn, 14MnNb, etc.). | 410～550 | ≥330 | ≥22 | - |
| H10MnSi | 2.0～5.0 | El alambre de soldadura cobreado, cuando se utiliza con el fundente correspondiente, puede producir metal de soldadura con buenas propiedades mecánicas. Ofrece una gran eficacia de soldadura y fiabilidad. calidad de soldadura. Se utiliza para soldar importantes estructuras de acero bajo en carbono y acero de baja aleación. | 410～550 | ≥330 | ≥22 | ≥27(0℃) |
| HYD047 | 3.0～5.0 | El hilo de soldadura, que se combina con el fundente HJ107, proporciona un metal fundido con una excelente resistencia a la extrusión y a la abrasión granular. Su rendimiento antifisuración es extraordinario, y no se producen grietas en soldadura en frío. La superficie del alambre de soldadura no tiene costuras y puede revestirse de cobre, lo que simplifica la operación de soldadura. El arco es estable, con gran resistencia a las fluctuaciones de la tensión de red y buen rendimiento del proceso. Se suele utilizar para revestir la superficie del rodillo de extrusión del tren de laminación. | - | - | - | - |
(3) Alambre de soldadura para acero inoxidable
La composición del hilo de soldadura utilizado para el acero inoxidable debe ser similar a la del acero inoxidable que se va a soldar. Para acero inoxidable al cromoSe deben utilizar alambres de soldadura como HoCr14, H1Cr13 y H1Cr17.
Para el acero inoxidable cromo-níquel, deben utilizarse alambres de soldadura como H0Cr19Ni9, HoCr19Ni9 y HoCr19Ni9Ti. En el caso de los aceros inoxidables con contenido ultrabajo de carbono, deben utilizarse alambres de soldadura con contenido ultrabajo de carbono, como HOOCr19Ni9.
El fundente utilizado en la soldadura por arco sumergido puede ser de tipo fusión o de tipo sinterización. La oxidabilidad del fundente debe ser baja para reducir la pérdida por combustión de elementos de aleación.
En la actualidad, el fundente sinterizado se utiliza principalmente en el extranjero para soldadura de acero inoxidablemientras que el fundente de fusión sigue siendo el método principal en China, aunque el fundente sinterizado se está desarrollando y ganando popularidad.
Soldadura con gas protector se clasifica en tres tipos: soldadura con gas inerte (como la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) y la soldadura con gas inerte metálico (MIG)), soldadura con gas activo (soldadura con gas activo metálico (MAG)) y soldadura autoprotegida.
Lectura relacionada: Soldadura MIG frente a TIG
El argón puro (Ar) se utiliza para Soldadura TIG, mientras que el Argón mezclado con Oxígeno 2% (Ar + 2% O2) o el Argón mezclado con Dióxido de Carbono 5% (Ar + 5% CO2) se utiliza habitualmente para la soldadura MIG. El gas Dióxido de Carbono (CO2) se utiliza principalmente para Soldadura MAG.
Para mejorar el rendimiento del proceso de soldadura con CO2, también puede emplearse una mezcla de CO2 + Argón o CO2 + Argón + Oxígeno, o alambre tubular.
(1) Alambre de soldadura TIG
La soldadura TIG puede incluir o no hilo de relleno. Si no se utiliza hilo de relleno, el metal base se conecta directamente después de ser fundido por la calor de soldadura.
En los casos en los que se emplea hilo de relleno, la composición del hilo de soldadura permanece inalterada tras la fusión debido al Argón puro gas protector que evita la oxidación.
Como resultado, la composición del hilo de soldadura es la misma que la de la soldadura. Algunos soldadores también utilizan la base composición del metal como la composición del hilo de soldadura para garantizar la consistencia entre el metal base y la soldadura.
La soldadura TIG ofrece baja energía de soldadura, alta resistencia de la soldadura, plasticidad y tenacidad, y es fácil cumplir los requisitos de rendimiento.
(2) Hilos de soldadura MIG y MAG
El método MIG se utiliza principalmente para soldar aceros de alta aleación, como el acero inoxidable. Para mejorar las características del arco, se añade una cantidad adecuada de gas Oxígeno (O2) o Dióxido de Carbono (CO2) al gas Argón, lo que se conoce como método MAG. Al soldar aceros aleados, la adición de CO2 5% al Argón puede mejorar la antiporosidad de la soldadura.
Sin embargo, al soldar acero inoxidable de muy bajo contenido en carbono, sólo puede utilizarse Argón mezclado con Oxígeno 2% para evitar la carburización de la soldadura. Actualmente, la soldadura MIG de aceros de baja aleación se está sustituyendo por la soldadura MAG con Argón mezclado con CO2 20%.
Durante la soldadura MAG, la presencia de oxidación en el gas de protección requiere un aumento de elementos desoxidantes como el Silicio (Si) y el Manganeso (Mn) en el hilo de soldadura.
Otros componentes del hilo de soldadura pueden coincidir o diferir del metal base. Al soldar aceros de alta resistencia, el contenido de Carbono (C) en la soldadura suele ser inferior al del metal base y el contenido de Manganeso (Mn) debe ser superior, tanto por requisitos de desoxidación como de composición de la aleación.
Para mejorar la tenacidad a baja temperatura, el contenido de silicio (Si) en la soldadura no debe ser demasiado elevado.
(3) Alambre de soldadura de CO2
El CO2 es un gas activo con una fuerte oxidación, por lo que el alambre de soldadura utilizado para la soldadura con CO2 debe contener elementos altamente desoxidantes como Manganeso (Mn) y Silicio (Si). El alambre de soldadura Mn-Si, como h08mnsia, H08Mn2SiA, h04mn2sia, etc., suele utilizarse para la soldadura con CO2.
El diámetro del alambre de soldadura de CO2 oscila entre 0,89 mm y 2,0 mm; los diámetros de alambre inferiores o iguales a 2 mm se consideran soldadura de CO2 con alambre fino y los diámetros de alambre superiores o iguales a 1,6 mm se consideran soldadura de CO2 con alambre grueso.
El alambre de soldadura H08Mn2SiA es un alambre de soldadura de CO2 de uso común con un buen rendimiento de proceso, adecuado para soldar acero de baja aleación con un grado de resistencia inferior a 500MPa.
Para aceros con requisitos de resistencia más elevados, debe utilizarse hilo de soldadura que contenga molibdeno (Mo), como H10MnSiMo.
La soldadura por electroescoria es un método adecuado para soldar chapas medianas y gruesas. El soldadura por electroescoria sirve principalmente como metal de aportación y para aleaciones.
Las calidades de hilo más utilizadas para la soldadura por arco sumergido de aceros con bajo contenido en carbono y aceros de alta resistencia y baja aleación pueden verse en la Tabla 3.
Tabla 3 Calidades de hilo utilizadas habitualmente para la soldadura por arco sumergido de aceros con bajo contenido en carbono y aceros de alta resistencia y baja aleación.
| Soldadura Número de acero | Modelos de alambre de soldadura más utilizados | |
| Q235，Q255 15，20，25 16Mn，09Mn2 15MnV，15MnVCu 15MnVN，14MnMoV，18MnMoNb | H08MnA H08MnA，H10Mn2 H08Mn2Si，H10MN2，H10MnSi，H08MnMoA H08MnMoA，H08Mn2MoVA H10Mn2MoVA，H10Mn2Mo |
Las dos primeras letras de la marca, "HS", representan alambres de soldadura de metales no ferrosos y hierro fundido. El primer dígito de la marca indica el tipo de composición académica del alambre de soldadura, y el segundo y tercer dígitos indican diferentes marcas del mismo tipo de alambre de soldadura.
(1) Soldadura de recargue Alambre
Actualmente existen dos tipos principales de carburo de cemento alambres de soldadura para recargue: fundición de aleación con alto contenido de cromo (Solmait) y aleación con base de cobalto (Stellite).
La fundición de aleación con alto contenido en cromo ofrece una buena resistencia a la oxidación y a la cavitación, una gran dureza y una buena resistencia al desgaste. Las aleaciones con base de cobalto mantienen una dureza elevada y una buena resistencia a la corrosión a temperaturas elevadas de hasta 650 grados.
Los alambres de soldadura con bajo contenido en carbono y tungsteno tienen buena tenacidad, mientras que los alambres de soldadura con alto contenido en carbono y tungsteno tienen gran dureza pero poca resistencia al impacto.
El alambre de soldadura de recargue de aleación dura puede recubrirse utilizando oxígeno acetileno, gas soldadura eléctricay otros métodos.
Aunque el revestimiento de acetileno con oxígeno tiene una baja eficiencia de producción, su equipo es simple, la profundidad de soldadura es poco profunda y la cantidad de metal base fundido es pequeña, lo que resulta en una alta calidad de revestimiento. Por ello, su uso está muy extendido.
Composición, características y aplicaciones de los productos de uso común aleación dura Los alambres de soldadura de recargue duro se muestran en la Tabla 11.
Tabla 11: Composición, características y aplicaciones de los alambres de soldadura de recargue duro de aleación dura de uso común
| Grado | Nombre | Composición química /% | La dureza de la capa de revestimiento a temperatura ambiente es HRC. | Principales características y aplicaciones |
| HS101 | Alambre de soldadura de superposición de hierro fundido con alto contenido en cromo | C2.5～3.3 Cr25～31 Ni3～5 Si2.8～4.2 Fe Exceso de material | 48～54 | El revestimiento tiene una excelente resistencia a la oxidación y a la corrosión por gas, alta dureza y buena resistencia a la abrasión. Sin embargo, no debe utilizarse por encima de 500℃, ya que reducirá la dureza. Es adecuado para el revestimiento aplicaciones de soldadura que requieren resistencia al desgaste, resistencia a la oxidación o resistencia a la corrosión por gases, como dientes de excavadoras, bujes de bombas, válvulas de motores diésel, paletas de escape, etc. |
| HS103 | Alambre de soldadura de superposición de hierro fundido con alto contenido en cromo | C3～4 Cr25～32 Co4～6 B0.5～1.0 Fe Exceso de material | 58～64 | El revestimiento tiene una excelente resistencia a la oxidación, gran dureza y buena resistencia al desgaste, pero escasa resistencia al impacto. Es difícil de cortar y sólo se puede rectificar. Se utiliza en aplicaciones que requieren una gran resistencia al desgaste, como ejes de perforación de engranajes, excavadoras de pozos de carbón, rodillos de trituradoras, bastidores de bombas, palas mezcladoras, etc. |
| HS111 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto (equivalente a AWSRCoCr-A) | C0.9～1.4 Cr26～32 W3.5～6.0 Fe≤2.0 Co Exceso de material | 40～45 | La aleación Co-Cr-W con el menor contenido de C y W tiene la mejor tenacidad, puede soportar impactos en frío y en caliente, tiene una pequeña tendencia a agrietarse y presenta una buena resistencia a la corrosión, al calor y al desgaste. Se utiliza en situaciones que requieren una buena resistencia al desgaste y a la corrosión a altas temperaturas, como las válvulas de alta presión a alta temperatura, las cuchillas de cizallamiento en caliente, forja en caliente troqueles, etc. |
| HS112 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto (equivalente a AWSRCoCr-B) | C1.2～1.7 Cr26～32 W7～9.5 Fe≤2.0 Co Exceso de material | 45～50 | Esta aleación de Co-Cr-W tiene una dureza media, mejor resistencia al desgaste que la HS111, pero una plasticidad ligeramente inferior. Tiene buena resistencia a la corrosión, al calor y al desgaste, y puede mantener estas propiedades a temperaturas de hasta 650℃. Se utiliza para la soldadura por recubrimiento de válvulas de alta presión a alta temperatura, válvulas de motores de combustión interna, cuchillas de tijeras de fibra sintética, bujes de bombas de alta presión y manguitos de revestimiento interior, rodillos de laminación en caliente, etc. |
| HS113 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto | C2.5～3.0 Cr27～33 W15～19 Fe≤2.0 Co Exceso de material | 55～60 | El revestimiento tiene una gran dureza y una excelente resistencia al desgaste, pero una escasa resistencia al impacto y una gran tendencia a agrietarse durante la soldadura del revestimiento. Tiene buena resistencia, resistencia al calor y al desgaste, y puede mantener estas propiedades a temperaturas de hasta 650℃. Se utiliza principalmente para la soldadura por recubrimiento de cojinetes de perforación de engranajes, cuchillas giratorias de calderas, cuchillas de trituradoras, alimentadores de tornillo y otras piezas de desgaste. |
| HS114 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto | C2.4～3.0 Cr27～33 W11～14 Fe≤2.0 Co Exceso de material | ≥52 | El alambre para soldadura por recubrimiento de aleación Co-Cr-W de alto contenido en carbono tiene buena resistencia al desgaste y a la corrosión, pero poca tenacidad al impacto. Se utiliza principalmente para la soldadura por recubrimiento de turbinas de gas que trabajan a altas temperaturas, álabes de turbinas de motores aeronáuticos, cojinetes de taladros de engranajes, álabes giratorios de calderas y otras piezas de desgaste. |
| HS115 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto (equivalente a AWSSRCoCr-E) | C0.15～0.35 Cr25.5～29 Mo5～6 Ni1.75～3.25 Co Exceso de material | ≥27 | El alambre de soldadura Cr-Mo reforzado con Mo de bajo contenido en carbono tiene buena resistencia a la corrosión a altas temperaturas, resistencia al impacto y resistencia a altas temperaturas. Se utiliza para la soldadura por recubrimiento de diversas válvulas, asientos de válvulas, álabes de turbina, moldes de fundición y moldes de extrusión. |
| HS116 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto (equivalente a AWSRCoCr-C) | C0.70～1.20 Cr30～34 W12.5～15.5 Co Exceso de material | 46～50 | El revestimiento tiene mayor resistencia al desgaste y a las altas temperaturas, pero menor tenacidad. Tiene buena resistencia a la corrosión en condiciones de ácido sulfúrico, ácido fosfórico y ácido nítrico. Se utiliza para la soldadura por recubrimiento de moldes de prensado en caliente de aleaciones a base de cobre y aluminio, etc. |
| HS117 | Alambre de soldadura de recubrimiento a base de cobalto | C2.30～2.60 Cr31～34 W16～18 Co Exceso de material | ≥53 | El revestimiento tiene una fuerte resistencia al desgaste y a la corrosión, y puede mantener estas características a temperaturas de hasta 800℃. Se utiliza para bujes de bombas y anillos de sellado rotativos, paneles de desgaste, etc. |
(2) Cobre y Cobre Soldadura de aleaciones Alambre
Los alambres de soldadura de cobre y aleaciones de cobre se utilizan habitualmente para soldadura de cobre y aleaciones de cobre, y los alambres de soldadura de latón también se utilizan ampliamente para soldar acero al carbono, hierro fundido y herramientas de carburo cementado.
Una variedad de métodos de soldadura puede utilizarse para soldar cobre y aleaciones de cobre, y la selección correcta del metal de aportación es crucial para obtener soldaduras de alta calidad. Cuando se utiliza la soldadura con gas oxiacetilénico, debe utilizarse junto con gas flujo de soldadura.
Los tipos y la composición química de los alambres de soldadura de cobre y aleaciones de cobre pueden verse en la Tabla 5. Los grados, modelos y aplicaciones del cobre y alambres de soldadura de aleación de cobre se enumeran en la Tabla 6.
Tabla 5: Tipos y composición química de los alambres de soldadura de cobre y aleaciones de cobre
| Tipo | Número de modelo | Composición química / % | ||||||||||||
| Cu | Zn | Sn | Si | Mn | Ni | Fe | P | Pb | Al | Ti | S | Cantidad total de otros elementos | ||
| Cobre | HSCu | ≥98.0 | * | ≤1.0 | ≤0.5 | ≤0.5 | * | * | ≤0.15 | ≤0.02 | ≤0.01 | - | - | ≤0.05 |
| Latón | HSCuZn-1 | 57.0～60.0 | Margen | 0.5～1.5 | - | - | - | - | - | ≤0.05 | ≤0.01 | - | - | ≤0.05 |
| HSCuZn-2 | 56.0～60.0 | 0.8～1.1 | 0.04～0.15 | 0.01～0.5 | - | 0.25～1.20 | ||||||||
| HSCuZn-3 | 56.0～62.0 | 0.5～1.5 | 0.1～0.5 | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤0.5 | ||||||||
| HSCuZn-4 | 61.0～63.0 | - | 0.3～0.7 | - | - | - | ||||||||
| Plata níquel | HSCuZnNi | 46.0～50.0 | - | - | ≤0.25 | - | 9.0～11.0 | - | ≤0.25 | ≤0.05 | ≤0.02 | - | - | ≤0.50 |
| HSCuNi | Margen | - | * | ≤0.15 | ≤1.0 | 29.0～32.0 | 0.40～0.75 | ≤0.02 | ≤0.02 | 0.20～0.50 | ≤0.01 | |||
| Bronce | HSCuSi | Margen | ≤1.5 | ≤1.0 | 2.8～4.0 | ≤1.5 | * | ≤0.5 | * | ≤0.02 | * | - | - | ≤0.5 |
| HSCuSn | * | 6.0～9.0 | * | * | * | * | 0.10～0.35 | ≤0.01 | ||||||
| HSCuAl | ≤1.0 | - | ≤0.10 | ≤2.0 | - | - | * | 7.0～9.0 | ||||||
| HSCuAlNi | ≤1.0 | - | ≤0.10 | 0.5～3.0 | 0.5～3.0 | ≤2.0 | * | 7.0～9.0 | ||||||
Nota: La cantidad total de elementos de impureza incluye la suma de los elementos marcados con un asterisco (*).
Tabla 6: Marca, modelo y finalidad de los hilos de soldadura de cobre y aleaciones de cobre más utilizados.
| Grado | Número de modelo | Nombre | Composición química /% | Punto de fusión /℃ | Aplicaciones: |
| HS201 | HSCu | Morado especial a medida Soldadura del cobre Alambre | Sn1.1 Si0,4 Mn0,4 resto Cu | 1050 | Se utiliza como material de aportación en la soldadura por arco de argón y oxiacetilénica soldadura con gas de cobre rojo. |
| HS202 | - | Alambre de soldadura de cobre de bajo contenido en fósforo | P0.3 resto Cu | 1060 | Sirve como material de aportación en la soldadura con gas oxiacetilénico y la soldadura por arco de carbono del cobre rojo. |
| HS220 | HSCuZn-1 | Estaño Soldadura de latón Alambre | Cu59 Sn1 resto Zn | 860 | Utilizado como material de aportación en la soldadura oxiacetilénica y la soldadura con gas inerte de latón. También adecuado para cobre de soldaduraaleaciones de cobre y cuproníquel. |
| HS221 | HSCuZn-3 | Alambre de soldadura de estaño y latón | Cu60 Sn1 Si0,3 resto Zn | 890 | Funciona como material de aportación en la soldadura por gas oxiacetilénico y la soldadura por arco de carbono de latón. También se utiliza ampliamente en soldadura cobre, acero, aleaciones de cuproníquel, fundición gris y para incrustar herramientas de aleaciones duras. |
| HS222 | HSCuZn-2 | Alambre de soldadura de hierro y latón | Cu58 Sn0,9 Si0,1 Fe0,8 resto Zn | 860 | Se utiliza como material de aportación en la soldadura oxiacetilénica con gas y en la soldadura por arco de carbono del latón. También puede utilizarse en la soldadura fuerte de cobre, acero, aleaciones de cuproníquel, fundición gris y para incrustar herramientas de aleaciones duras. |
| HS224 | HSCuZn-4 | Alambre de soldadura de latón silicio | Cu62 Si0,5 resto Zn | 905 | Se emplea como material de aportación en la soldadura oxiacetilénica con gas y en la soldadura por arco de carbono del latón. También puede utilizarse en la soldadura fuerte de cobre, cuproníquel y fundición gris. |
(3) Aluminio y aluminio Soldadura de aleaciones Alambre
Los alambres de soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio se utilizan como materiales de relleno para aleaciones de aluminio. soldadura por arco de argón y soldadura con gas oxiacetilénico. La selección del hilo de soldadura se basa principalmente en el tipo de metal base, la resistencia al agrietamiento, las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la unión a tope.
En general, para soldar aluminio y aleaciones de aluminio se utilizan alambres de soldadura de la misma marca o similar a la del metal base para conseguir una mejor resistencia a la corrosión.
Sin embargo, al soldar refuerzos tratados térmicamente aleaciones de aluminio con una elevada tendencia a la fisuración en caliente, la selección del alambre de soldadura se centra principalmente en resolver la resistencia a la fisuración. En este caso, la composición del alambre de soldadura es significativamente diferente de la del metal base.
Los tipos y aplicaciones más comunes de los alambres de soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio se muestran en la Tabla 8.
Tabla 7: Tipos y composiciones químicas de los alambres de soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio.
| Tipo | Número de modelo | Composición química/% | |||||||||||
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | V | Zr | Al | Cantidad total de otros elementos | ||
| Aluminio puro | SAl-1 | Fe+Si≤1.0 | 0.05 | 0.05 | - | - | 0.10 | 0.05 | - | - | ≥99.0 | 0.15 | |
| SAl-2 | 0.20 | 0.25 | 0.40 | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.03 | ≥99.7 | |||||
| SAl-3 | 0.30 | 0.30 | - | - | - | - | - | ≥99.5 | |||||
| Aluminio Magnesio | SAlMg-1 | 0.25 | 0.40 | 0.10 | 0.50～1.0 | 2.40～3.0 | 0.05～0.20 | - | 0.05～0.20 | Margen | |||
| SAlMg-2 | Fe+Si≤0.45 | 0.05 | 0.01 | 3.10～3.90 | 0.15～0.35 | 0.20 | 0.05～0.15 | ||||||
| SAlMg-3 | 0.40 | 0.40 | 0.10 | 0.50～1.0 | 4.30～5.20 | 0.05～0.25 | 0.25 | 0.15 | |||||
| SAlMg-5 | 0.40 | 0.40 | - | 0.20～0.60 | 4.70～5.70 | - | - | 0.05～0.20 | |||||
| Aluminio Cobre | SAlCu | 0.20 | 0.30 | 5.8～6.8 | 0.20～0.40 | 0.02 | 0.10 | 0.10～0.20 | 0.05～0.15 | 0.10～0.25 | |||
| Aluminio Manganeso | SAlMn | 0.60 | 0.70 | - | 1.0～1.6 | - | - | - | - | - | |||
| Aluminio Silicio | SAlSi-1 | 4.5～6.0 | 0.80 | 0.30 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 0.20 | |||||
| SAlSi-2 | 11.0～13.0 | 0.80 | 0.30 | 0.15 | 0.10 | 0.20 | - | ||||||
Nota: Salvo que se especifique lo contrario, un solo número representa el valor máximo.
Tabla 8: Composición y usos de los alambres de soldadura comunes de aluminio y aleaciones de aluminio.
| Grado | Composición química/% | Punto de fusión ℃ | Aplicaciones: |
| HS301 (Alambre 301) | Al≥99.5% Si≤0.3% Fe≤0.3% | 660 | Soldadura de aluminio puro y aleaciones de aluminio que no requieren un alto rendimiento de soldadura. |
| HS311 (Alambre 311) | Si4.5～6.0% Fe≤0.6% resto Al | 580～610 | Soldadura de aluminio aleaciones distintas de las aleaciones de aluminio-magnesio, especialmente las aleaciones de aluminio reforzadas tratadas térmicamente que son propensas al agrietamiento en caliente. |
| HS321 (Alambre 321) | Mn1.0～1.6% Si≤0.6% Fe≤0.7% resto Al | 643～654 | Soldadura de aluminio-manganeso y otras aleaciones de aluminio. |
| HS331 (Alambre 331) | Mg4.7～5.7% Mn0.2～0.6% Si≤0.4% Fe≤0.4% Ti0.05～0.2% resto Al | 638～660 | Soldadura de aleaciones de aluminio-magnesio y aleaciones de aluminio-cinc-magnesio, soldadura de reparación de aluminio-magnesio fundiciones de aleación. |
(4) Alambre de soldadura de hierro fundido
El alambre de soldadura de hierro fundido se utiliza principalmente para reparar hierro fundido mediante soldadura con gas. La temperatura de la llama de oxígeno-acetileno (menos de 3400°C) es mucho más baja que la temperatura del arco (6000°C), y los puntos calientes no se concentran, por lo que es más adecuado para reparar fundiciones de paredes delgadas de. hierro fundido gris.
Además, la menor temperatura de la llama de la soldadura con gas reduce la evaporación del agente esferoidizante, lo que es beneficioso para preservar la microestructura de la fundición nodular en la soldadura.
Actualmente existen dos tipos de alambres de soldadura de hierro nodular para la soldadura con gas: los de tierras raras aleación de magnesio y tierras raras pesadas a base de itrio. El itrio tiene un alto punto de ebullición y una mayor resistencia a la disminución de la esferoidización que el magnesio, por lo que es más eficaz para garantizar la esferoidización de la soldadura. Como resultado, se ha utilizado ampliamente en los últimos años.
Para el modelo y la composición química del alambre de soldadura de hierro fundido, consulte la Tabla 9. Para las características de composición y usos de los alambres de soldadura de gas comúnmente utilizados para la reparación de hierro fundido, consulte la Tabla 10.
Tabla 9 Modelo y composición química del alambre de soldadura de hierro fundido
| Modelo o marca | Composición química/% | ||||||||
| C | Si | Mn | S | P | Ni | Mo | Ce | Agente esferoidizante | |
| RZC-1 | 3.2～3.5 | 2.7～3.0 | 0.60～0.75 | ≤0.10 | 0.50～0.75 | - | - | - | - |
| RZC-2 | 3.5～4.5 | 3.0～3.8 | 0.30～0.80 | ≤0.05 | - | - | - | - | |
| RZCH | 3.2～3.5 | 2.0～2.5 | 0.50～0.70 | 0.20～0.40 | 1.2～1.6 | 0.25～0.45 | - | - | |
| RZCQ-1 | 3.2～4.0 | 3.2～3.8 | 0.10～0.40 | ≤0.015 | ≤0.05 | ≤0.50 | - | ≤0.20 | 0.04～0.10 |
| RZCQ-2 | 3.5～4.2 | 3.5～4.2 | 0.50～0.80 | ≤0.03 | ≤0.10 | - | - | - | 0.04～0.10 |
| HS401Hilo de soldadura en caliente | 3.0～4.2 | 2.8～3.6 | 0.30～0.80 | ≤0.08 | Agente esferoidizante | - | - | - | - |
| HS401Hilo para soldadura en frío | 3.0～4.2 | 3.8～4.8 | 0.30～0.80 | - | - | - | - | ||
| HS402 Alambre de soldadura pesado de tierras raras | 3.8～4.2 | 3.0～3.6 | 0.50～0.80 | ≤0.05 | ≤0.50 | - | - | - | Tierras raras pesadas a base de itrio 0,08-0,10 |
| Alambre de soldadura ligero de tierras raras | 3.5～4.0 | 3.5～3.9 | 0.50～0.80 | ≤0.03 | ≤0.10 | - | - | - | Tierras raras Magnesio 0,03-0,04 |
Nota: El modelo (RZC×-×) y la composición química del alambre de soldadura de hierro fundido se formulan de acuerdo con GB 10044-1988; La marca (HS4××) y la composición química del alambre de soldadura de hierro fundido se incluyen en la "Material de soldadura Muestra de producto", los que no tienen marca son alambres de soldadura no estándar.
Tabla 10: Composición y uso de los hilos de soldadura de hierro fundido con gas más utilizados.
| Grado | Número de modelo | Composición química / % | Aplicaciones: |
| HS401 | RZC-2 | C3.0～4.2 Si2.8～3.6 Mn0.3～0.8 | Se utiliza para soldar y reparar gris fundiciones de hierrocomo la restauración de ciertas piezas de hierro gris y la soldadura y revestimiento de herramientas agrícolas, a bajo coste. |
| HS402 | RZCQ-2 | C3.8～4.2 Si3.0～3.6 Mn0.5～0.8 RE0.08～0.15 | Se utiliza para soldar y recargue de piezas de fundición dúctil. |
Según la estructura del alambre de soldadura, el alambre tubular puede dividirse en alambre de soldadura con costura y alambre de soldadura sin costura. El alambre de soldadura sin costura, que puede revestirse de cobre para mejorar el rendimiento y reducir el coste, es la dirección del desarrollo futuro. En función de la presencia de gas de protección, el alambre tubular también puede dividirse en alambre con gas de protección y autoprotegido.
El polvo de relleno del alambre tubular es similar al del revestimiento del electrodo y contiene estabilizadores de arco, desoxidantes, agentes formadores de escoria y agentes de aleación. Dependiendo de la presencia de agentes formadores de escoria en el polvo de relleno, puede dividirse en alambre de soldadura "tipo fundente" y "tipo polvo metálico". La basicidad de la escoria clasifica aún más el alambre de soldadura en titanio, calcio titanio y tipos de calcio.
El hilo tubular de escoria de titanio tiene una atractiva formación del cordón de soldadura, un buen rendimiento de soldadura en todas las posiciones, un arco estable y salpicaduras mínimas, pero la tenacidad y la resistencia al agrietamiento del metal de soldadura son deficientes. El hilo tubular de escoria cálcica tiene una excelente tenacidad y resistencia a las fisuras, pero la formación del cordón y el rendimiento de la soldadura son ligeramente inferiores. El sistema de escoria cálcica de titanio es un compromiso entre ambos.
El rendimiento de soldadura del hilo tubular "tipo polvo metálico" es similar al del hilo tubular macizo, y tiene mejor eficacia de deposición y resistencia a la fisuración que el hilo "tipo polvo".
El núcleo de la mayoría de los alambres de tipo polvo metálico contiene polvo metálico (como polvo de hierro y desoxidantes) y un estabilizador de arco especial para reducir la formación de escoria, lograr un alto rendimiento, minimizar las salpicaduras, estabilizar el arco, reducir el contenido de hidrógeno difusible en la soldadura y mejorar la resistencia a las fisuras.
La forma de la sección del hilo tubular influye significativamente en el proceso de soldadura y propiedades metalúrgicas. Puede dividirse en forma de O simple y formas de plegado complejas, como quincunce, forma de T, forma de E y formas intermedias de relleno de alambre.
Cuanto más compleja y simétrica sea la forma de la sección del alambre, más estable será el arco y más suficientes serán la reacción metalúrgica y la protección proporcionadas por el alambre tubular.
Sin embargo, esta diferencia disminuye al reducirse el diámetro del alambre, y cuando el diámetro es inferior a 2 mm, la influencia de la forma no es significativa.
El alambre tubular tiene un excelente rendimiento de soldadura, buena calidad de soldadura y gran adaptabilidad al acero. Puede utilizarse para soldar diversos tipos de acero estructuras, incluidos los aceros de bajo contenido en carbono, los aceros de alta resistencia de baja aleación, los aceros para bajas temperaturas, los aceros resistentes al calor, los aceros inoxidables y los revestimientos resistentes al desgaste.
Los gases de protección utilizados son el CO2 y Ar + CO2con CO2 utilizado para estructuras ordinarias y Ar + CO2 utilizado para estructuras importantes. El hilo es adecuado para soldadura automática o semiautomática, y puede utilizarse con soldadura por arco de CC o CA.
La mayoría de estos alambres de soldadura forman parte del sistema de escoria de titanio y son conocidos por su buena procesabilidad de soldadura y su alta productividad. Se utilizan habitualmente en diversas industrias, como la construcción naval, la construcción de puentes, la fabricación de vehículos, etc. Hay diferentes tipos de alambres tubulares disponibles tanto para acero de bajo contenido en carbono como para acero de alta resistencia.
Desde el punto de vista de la resistencia, se han generalizado los alambres tubulares con resistencias a la tracción de 490 MPa y 590 MPa.
En términos de rendimiento, algunos se centran en el rendimiento del proceso, mientras que otros se centran en las propiedades mecánicas de la soldadura y la resistencia a las fisuras. Algunos son adecuados para la soldadura en todas las posiciones, incluida la soldadura vertical descendente, y otros están diseñados específicamente para soldaduras en ángulo.
Hay más de 20 tipos de alambres tubulares de acero inoxidable, incluidos los de acero inoxidable al cromo-níquel y acero inoxidable al cromo. El diámetro de estos alambres de soldadura oscila entre 0,8 mm y 1,6 mm, por lo que son adecuados para soldar chapas de acero inoxidable finas, medianas y gruesas.
El gas de protección más utilizado para estos hilos es el CO2aunque una mezcla de Argón y CO2 (en una proporción de 20% a 50%).
Para mejorar la resistencia al desgaste o conseguir propiedades específicas en las superficies metálicas, es necesario transferir cierta cantidad de elementos de aleación desde el hilo de soldadura. Sin embargo, esto puede suponer un reto debido a la elevada contenido en carbono y elementos de aleación en el alambre de soldadura.
Con la introducción de los hilos tubulares, estos elementos de aleación pueden añadirse al núcleo fundente, lo que hace más cómodo el proceso de fabricación. Como resultado, el uso de hilos tubulares para el revestimiento por arco sumergido de superficies resistentes al desgaste se ha convertido en un método común y se utiliza ampliamente.
Añadiendo elementos de aleación al fundente sinterizado, también es posible obtener una capa de revestimiento con los componentes correspondientes después del revestimiento. Este método puede satisfacer diferentes requisitos de revestimiento cuando se utiliza en combinación con alambres de núcleo sólido o con núcleo de fundente.
Los métodos habituales para el alambre tubular de CO2 y el recargue por arco sumergido con alambre tubular se caracterizan por una alta eficacia de soldadura y un excelente rendimiento del proceso de soldadura, incluyendo un arco estable, mínimas salpicaduras, fácil eliminación de la escoria y una superficie lisa.
El método que utiliza alambre tubular de CO2 se utiliza sobre todo para capas de revestimiento con baja composición de aleación y sólo puede utilizarse para la transición de elementos de aleación en el alambre tubular.
Por otro lado, el recargue por arco sumergido con hilo tubular utiliza hilos tubulares de mayor diámetro (de 3,2 mm a 4,0 mm) y mejora considerablemente la productividad de la soldadura. El uso de fundente permite la transferencia de elementos de aleación, lo que hace posible lograr una mayor composición de aleación en la capa de recargue, que oscila entre 14% y 20% para satisfacer diferentes requisitos de aplicación.
Este método se utiliza principalmente para el revestimiento de piezas resistentes al desgaste y a la corrosión, como rodillos de laminación, rodillos de alimentación y rodillos de colada continua.
Por hilo de soldadura autoprotegido se entiende el hilo de soldadura que puede realizar soldaduras por arco sin necesidad de gas o fundente de protección, lo que da lugar a soldaduras cualificadas.
El alambre de soldadura autoprotegido con núcleo fundente contiene polvo y polvo metálico que sirven para hacer escoria y gas, así como para desoxidar, ya sea dentro de la chapa de acero o recubiertos en la superficie del alambre de soldadura.
Durante la soldadura, el polvo se transforma en escoria y gas bajo la acción del arco, proporcionando protección contra la escoria y el gas sin necesidad de protección adicional contra el gas.
El hilo tubular autoprotegido tiene una mayor eficacia de deposición que los electrodos.
En términos de flexibilidad y resistencia al viento, la soldadura en campo con hilo tubular autoprotegido es mejor que la soldadura con gas, y normalmente puede soldarse con velocidades del viento de hasta cuatro niveles.
Debido a la ausencia de necesidad de gas protector y a su idoneidad para operaciones sobre el terreno o a gran altitud, el hilo de soldadura autoprotegido se utiliza habitualmente en obras de construcción e instalación.
Sin embargo, la plasticidad y la tenacidad del metal de soldadura del hilo autoprotegido suelen ser inferiores a las del hilo tubular con gas de protección.
En la actualidad, el hilo de soldadura autoprotegido se utiliza principalmente para soldar estructuras de acero de bajo contenido en carbono y no se recomienda para soldar estructuras importantes, como las de acero de alta resistencia.
Además, el hilo de soldadura autoprotegido produce una cantidad significativa de humo y polvo durante la soldadura, por lo que es necesario garantizar una ventilación adecuada cuando se trabaja en espacios confinados.
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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