Soldar materiales diferentes puede ser complicado, y a menudo da lugar a problemas como grietas y deformaciones. ¿Por qué surgen estos problemas? En este artículo se analizan ocho problemas habituales en la soldadura de metales distintos, como las diferencias en los puntos de fusión y los índices de dilatación térmica. Al conocer estos obstáculos, aprenderá estrategias para mejorar la calidad de las soldaduras y evitar errores comunes en sus proyectos. Sumérjase en los detalles para asegurarse de que sus soldaduras son fuertes y fiables, incluso cuando trabaje con metales diferentes.
Los metales disimilares son metales compuestos por elementos diferentes, como el aluminio y el cobre, o aleaciones formadas a partir de los mismos metales base con claras diferencias en sus propiedades metalúrgicas, como las propiedades físicas y químicas. Pueden utilizarse como metal base, metal de aportación o metal de soldadura.
En soldadura de materiales distintos se refiere al proceso de unión de dos o más materiales con composiciones químicas, estructuras metalúrgicas y prestaciones diferentes en condiciones de proceso específicas.
El tipo más común de soldadura de metales diferentes es la soldadura de metales diferentes. soldadura de aceroA continuación, la soldadura de metales no ferrosos distintos y la soldadura de acero y metales no ferrosos.
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En cuanto a la forma de la unión, existen tres escenarios básicos: la unión de dos metales base diferentes, la unión del mismo metal base pero con diferentes metales de aportación (como el carbono medio templado y revenido acero unido con materiales de soldadura austeníticos), y la unión de placas metálicas compuestas.
La soldadura de materiales distintos consiste en soldar dos diferentes metales juntos, dando lugar a una capa de transición con propiedades y microestructura que difieren del metal base.
La soldadura de metales distintos es mucho más compleja que la de materiales similares en cuanto al mecanismo de soldadura y el funcionamiento tecnológico, debido a las importantes diferencias en las propiedades elementales, físicas y químicas.
Los principales retos de la soldadura de materiales distintos son los siguientes:
1. Cuanto mayor sea la diferencia entre los puntos de fusión de los distintos materiales, más difícil será soldarlos.
Esto se debe a que cuando el material con un punto de fusión bajo alcanza su estado de fusión, el material con un punto de fusión más alto permanece sólido. En este punto, el material fundido puede penetrar fácilmente en el límite de grano de la zona sobrecalentada, lo que provoca la pérdida de material de bajo punto de fusión, la combustión o evaporación de elementos de aleacióny haciendo que la unión soldada sea difícil de soldar.
Por ejemplo, al soldar hierro y plomo (que tienen un punto de fusión muy diferente), los dos materiales no sólo no pueden disolverse entre sí en estado sólido, sino que tampoco pueden hacerlo en estado líquido. El metal líquido se separa en capas y cristaliza por separado tras enfriarse.
2. Cuanto mayor sea la diferencia entre los coeficientes de dilatación lineal de los distintos materiales, más difícil será soldarlos.
Cuanto mayor sea el coeficiente de dilatación lineal, mayor será la tasa de dilatación térmica, mayor será la contracción durante el enfriamiento y mayor será la tensión de soldadura que se producirá cuando cristalice el baño de fusión.
Este tipo de soldadura la tensión no se elimina fácilmente, lo que provoca una importante deformación de la soldadura.
Debido a los diferentes estados de tensión de los materiales a ambos lados de la soldadura, pueden formarse fácilmente grietas en la soldadura y en la zona afectada por el calor, e incluso provocar la exfoliación del metal de soldadura y del metal base.
3. Cuanto mayor sea la diferencia de conductividad térmica y capacidad calorífica específica entre los distintos materiales, más difícil será soldarlos.
La conductividad térmica y la capacidad calorífica específica del material pueden influir negativamente en las condiciones de cristalización del metal de soldadura, engrosar gravemente la estructura del grano y afectar a la humectabilidad del metal refractario.
Por lo tanto, es importante elegir una fuente de calor potente para soldar y colocar la fuente de calor inclinada hacia el lado del metal base con buena conductividad térmica.
4. Cuanto mayor sea la diferencia de propiedades electromagnéticas entre los distintos materiales, más difícil será soldarlos.
Cuanto mayor sea la diferencia de propiedades electromagnéticas entre los materiales, más inestable será el arco de soldadura, lo que dará lugar a un peor soldadura de calidad.
5. Cuantos más compuestos intermetálicos se formen entre materiales distintos, más difícil será soldarlos.
La fragilidad de los compuestos intermetálicos los hace propensos a provocar grietas o incluso fracturas en la soldadura.
6. Durante la soldadura de materiales distintos, los cambios en la estructura metalográfica o la formación de nuevas estructuras en la zona de soldadura pueden dar lugar a un deterioro del rendimiento del junta soldadaque presentan importantes dificultades para la soldadura.
Las propiedades mecánicas del zona de fusión y la zona afectada por el calor de la junta son deficientes, con una notable disminución de la tenacidad plástica.
Esta disminución de la tenacidad de la unión y la presencia de tensiones de soldadura hacen que la unión soldada de material disímil sea propensa al agrietamiento, especialmente en la zona afectada por el calor.
7. Cuanto mayor sea la oxidabilidad de los materiales distintos, más difícil será soldarlos. Por ejemplo, la soldadura por fusión de cobre y aluminio puede dar lugar fácilmente a la formación de óxidos de cobre y aluminio en el baño de fusión.
Durante la cristalización por enfriamiento, el óxido existente en el límite de grano puede reducir la fuerza de unión intergranular.
8. Cuando se sueldan materiales distintos, es difícil que la soldadura y los dos metales base cumplan el requisito de igual resistencia.
Esto se debe a que elementos metálicos con puntos de fusión bajos son susceptibles de quemarse y evaporarse durante la soldadura, lo que altera la composición química de la soldadura y reduce sus propiedades mecánicas, sobre todo cuando se sueldan metales no ferrosos distintos.
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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