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SOLDADURA DE MANTENIMIENTO EN
ACEROS INOXIDABLES
• Ing. Rogelio Revilla Rodríguez (UNSA)
• 2a. Especialidad: Ing. De la Soldadura
de mantenimiento y Construcción (UNSA)
• Inspector de Construcciones Soldadas (PUCP)
• Especialidad en: Análisis de Fallas en Equipos y
Componentes Mecánicos (PUCP)
• Gestión del Mantenimiento (TECSUP)
• Clínica de Códigos: NORMAS API 1104 (PUCP)
SUPERVISOR DE MTTO. MECANICO PLANTA CONCENTRADORA
S.M. CERRO VERDE
2
LOS ACEROS INOXIDABLES
3
OBJETIVOS
1. CONOCER LOS ACEROS INOXIDABLES
2. DIFERENCIAR LOS TIPOS DE ACEROS INOX
3. NORMAS PARA LOS ACEROS INOX
4. MATERIALES DE APORTE (NORMAS AWS)
5. PROCEDIMIENTOS PARA SOLDAR LOS
ACEROS DE ALTA DUREZA
6. SELECCIÓN DEL MATERIAL DE APORTE
4
CLASIFICACION DE LOS ACEROS
Comp. Básica: Fe y C hasta 2.06%
ACEROS AL CARBONO ACEROS ALEADOS
Aceros ordinarios
%C = 0.08 - 0.3
Aceros estructurales
%C = 0..35-0.55
Aceros Estr. Para Herr.
%C = 0.6 - 1.5
Aceros de baja aleación
elementos aleantes <10%
Aceros de alta aleación
elementos aleantes >10%
Aceros con alto contenido de C
herramientas de corte y matricería
ACEROS
INOXIDABLES
5
¿Por qué son inoxidables?
Contenido en cromo mínimo del 12%.
La formación de una capa de óxido de cromo
es lo que hace que el acero sea inoxidable,
Esta película o capa se denomina capa
pasivante.
Es una capa de óxidos que no se desprende y
protege al acero de la oxidación
Tienen gran resistencia contra agentes
corrosivos, como el agua marina, el medio
ambiente y soluciones salinas,
6
¿Por qué son inoxidables?
El contacto del acero con el ambiente hace crecer la película pasivante
El material tiene buena resistencia a la corrosión debido a esta película. Por lo tanto se debe evitar romperla
Podríamos decir que tienen la propiedad de reparación automática.
7
CROMO
Es considerado el elemento más importante
porque es lo que confiere al acero inoxidable
una elevada resistencia a la corrosión.
Cuando el acero inox sufre algún tipo de
daño, como rayas, cortes o amasados, de
inmediato el oxígeno del aire se combina con
el cromo, formando de nuevo la película
protectora, recomponiendo la resistencia a la
corrosión.
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EL NIQUEL,
• Aumentar la resistencia a la corrosión de un modo general.
• Mejorar la ductilidad (estampado). • Aumenta la resistencia mecánica al
calor.
• Mejorara la capacidad de soldadura.
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Acero inoxidable austenítico
Acero inoxidable ferrítico
CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
Acero inoxidable martensítico
Acero inoxidable duplex
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Acero inoxidable austenítico
Al Cromo Níquel
Al Cromo Níquel Manganeso
Carbono : menor de 0.2%
Cromo : 12 a 26%
Níquel : 7 a 35%
Pueden intervenir otros elementos: Mo, W, Ti, Nb
CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
11
Acero Inoxidable Ferrítico
Carbono: 0.05 a 0.35%
Cromo: 13 a 30%
Para Cr = 13% carbono inferior a 0.08%
pueden ademas contener : Ni, Mo, Ti, Al
CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
12
CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
Acero Inoxidable Martensítico
al Cromo
Carbono: 0.1 a 1% (puede llegar hasta 1.4%)
Cromo : 12 a 18%
13
Acero Inoxidable Martensítico
al Níquel
CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
Carbono: 0.2%
Cromo : 16 a 18%
Níquel : 1.5 a 3%
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CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES
Acero Inoxidable Duplex
Carbono : 0.08 a 0.15%
Cromo : de 25 a 28%
Níquel : 4 a 6%
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Grupos de Acero Inoxidable
Serie Grupo Principales Endurecible por Magnético
Metalúrgico Elementos Trat. De Calor
2xx Austenítico Cr – Ni- Mn No Endurecible No magnético
3xx Austenítico Cr – Ni No Endurecible No magnético
4xx Martensítico Cr Endurecible Magnético
4xx Ferrítico Cr No Endurecible Magnético
5xx Martensítico Cr – Mo Endurecible Magnético
Designación según AISI de los
Aceros Inoxidables
16
ASTM A743 Grado CA6NM
Denominación de los Acero Inoxidable
según ASTM
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TIPOS DE ACERO INOXIDABLE
AISI
AMERICAN INSTITUTE STELL
INTERNACIONAL
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AUSTENITICOS AL CROMO NIQUEL Y
MANGANESO
AISI N° %C %Mn %SI %Cr %Ni Otros Elementos
Cromo- níquel-manganeso no endurecible
202 0.15 máx. 7.5 / 10 1 17 / 19 4 / 6 N 0.25 máx.
Cromo-níquel-austenítico no endurecible
304 0.08 máx. 2 1. 18 / 20 8 / 12 --
304L 0.03 máx. 2 1 18 / 20 8 / 12 --
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AISI N° %C %Mn %SI %Cr %Ni Otros elementos
Cromo-níquel- austenítico no endurecible
316 0.08 máx. 2 1. 16 / 18 10 / 14 Mo 2 - 3 %
316L 0.03 máx. 2 1 16 / 18 10 / 14 Mo 2 - 3 %
321 0.08 máx. 2 1 17 / 19 9 / 12 Ti 5x %Cmín.
347 0.08 máx. 2 1 17 / 19 9 / 13 Cb+Ta 10x%Cmin
AUSTENITICOS AL CROMO NIQUEL Y
MANGANESO
20
AISI N° %C %Mn %SI %Cr %Ni Otros
Elementos
Cromo - martensitico endurecible.
410 0.15 máx. 1 1 11 / 13.5 3.2 – 4.5
440A 0.60 / 0.8 1 1 16 / 18 -- Mo 0.75 máx.
440B 0.75 / 0.95 1 1 16 / 18 Mo 0.75 máx.
440C 0.95 / 1.2 1 1 16 / 18 -- Mo 0.75 máx
MARTENSITICOS AL CROMO
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AISI N° %C %Mn %SI %Cr %Ni Otros Elementos
Cromo-ferrítico no endurecible
405 0.08 máx. 1 1 11.5 /14.5 -- A1 1.1 / 0.3
430 0.12 máx. 1 1 14 / 18 -- --
430F 0.12 máx. 1.25 1 14 / 18 -- S 0.15 mín.
430Se 0.12 máx. 1.25 1 14 / 18 -- Se 0.15 mín.
FERRITICOS Y MARTENSITICOS AL CROMO
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TIPOS DE ELECTRODOS
DE ACERO INOXIDABLE
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E - 3 X X - X X ELECTRODO
GRUPO 5: Solo C.C. AUSTENITICO 6: C.C.(+) y C.A. PORCENTAJE DE 1: Toda posición CARBONO EN 2: Posic. Horiz. DECIMAS 3: Posic. Plana
SEGÚN LA NORMA AWS (A5.4)
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TIPOS DE ELECTRODOS REVESTIDOS DE
ACERO INOXIDABLE CONVENSIONALES
PRODUCTO AWS / ASME / SFA-5.4 DIN 8556
INOX A E 308 - 15 E 19 9 B 20 +
INOX A + Cb E 347 - 15 E 19 9 Nb B 20 +
INOX AW E 308 - 16 E 19 9 R 26
INOX AW + Cb E 347 - 16 E 19 9 Nb R 26
INOX AW ELC E 308 L - 16 E 19 9 nC R 26
INOX BW E 316 - 16 E 19 9 nC R 26
INOX BW ELC E 316 L - 16 E 19 12 3 nC 26
CITORIEL 801 MIL 307 - 16
INOX 309 ELC E 309 L - 16 E 23 12 nC R 26
TIPOS DE ELECTRODOS REVESTIDOS
DE ACERO INOXIDABLE CONVENSIONALES
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TIPOS DE ELECTRODOS REVESTIDOS
DE ACERO INOXIDABLE ESPECIALES
PRODUCTO AWS/ASME/SFA – 5.4 DIN 8556
INOX 29 / 9 E 312 – 16 E 29 9 R 26
INOX CW E 310 – 16 E 25 20 B 20
CITOCHROM 134 E 410 Ni Mo - 15 E 13 4 B 20 +
26
Revestimiento básico (terminal 15) CCEP
Buena resistencia al agrietamiento en caliente;
Para soldar planchas gruesas.
Para soldar aceros ferríticos y martensíticos al Cr.
Gota gruesa y viscosa y revestimiento higroscópico.
Revestimiento ácido (terminal 16) CCEP - CA
Se enciende fácilmente.
El arco es estable y manejo fácil.
Preferencias por planchas delgadas
No son susceptibles a la humedad.
TENEMOS DOS TIPOS DE
REVESTIMIENTOS EN LOS ELECTRODOS
27
MATERIAL DE APORTE EN VARILLAS Y ALAMBRES
28
PROBLEMAS METALURGICOS AL
SOLDAR LOS ACEROS DE ALTA DUREZA
CON LOS ACEROS INOXIDABLES.
29
Se presenta cuando el AI es calentado entre los
425 – 815°C, manteniéndolo mucho tiempo a esta
temperatura
Empobrecimiento en cromo por debajo del 12% en
la ZAC debido a la precipitación de los carburos
de cromo;
La zona empobrecida en cromo es susceptible a
un ataque severo del medio corrosivo, dando
lugar a una “corrosión intergranular”.
. PRECIPITACION DE CARBUROS
(sensibilización)
30
La zona de unión limpia, para evitar la incorporación de %C en el metal depositado.
Los electrodos deben encontrarse secos.
Utilizar electrodos de menor diámetro posible, para mantener el mínimo aporte térmico.
Efectuar cordones rectos.
Arco corto para mantener un mejor control direccional y minimizar las perdidas de los elementos aleantes por oxidación.
Usar el amperaje recomendado para cada diámetro de electrodo.
Minimizar el tiempo de soldadura en el rango de temperaturas entre los 425 – 815°C.
Efectuar un post calentamiento para disolver los carburos precipitados. (HIPERTEMPLE)
Procedimiento de soldadura
31
El acero inoxidable a diferencia del acero al carbono no se
tiempla
Se le debe enfriar rápidamente
Procedimiento de soldadura
32
APLICACIÓN DEL DIAGRAMA DE SCHAEFFLER EN LA SELECCIÓN DEL MATERIAL DE APORTE AL SOLDAR
ACERO INOXIDABLE
FISURACION EN FRIO FISURACION EN
CALIENTE
FASE SIGMA CRECIMIENTO DE GRANO
SONAS ZANAS
Ni-eq
Cr-equivalente
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
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(1) Níquel equiv.= %Ni + 30%C + 0.5%Mn
(2)Cromo equiv.= %Cr+%Mo + 1.5%Si +0.5%Nb
CALCULO DEL Cr y Ni EQUIVALENTE
DEL MATERIAL DE APORTE
Y DEL MATERIAL BASE
35
Níquel equivalente = %Ni + 30%C + 0.5%Mn
Ni (eq) = 8% + 30 (0.08%C) + 0.5(2%)
Ni(eq) = 12.4
CALCULO DEL Cr y Ni
EQUIVALENTE DEL ACERO
AISI 304
AISI %C %Mn %SI %Cr %Ni Otros Elem.
304 0.08 máx. 2 1. 18 / 20 8 / 12 --
304L 0.03 máx. 2 1 18 / 20 8 / 12 --
Cromo equivalente = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.5 %Nb
Cr(eq) = 18% + 0% + 1.5(1%) + 0.5(0)
Cr (eq) = 20.5
36
Níquel equivalente = %Ni + 30%C + 0.5%Mn
Cr (eq) = 29 + 0 + (1.5 x 0.8) + (0.5 x 0)
Cr (eq) = 26.9
CALCULO DEL Cr y Ni
EQUIVALENTE DEL MATERIAL
DE APORTE E310L –
Cromo equivalente = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.5 %Nb
Ni (eq) = 21 + (30 x 0.1) + (0.5 x 1)
Ni (eq) = 25
37
FISURACION EN FRIO FISURACION EN
CALIENTE
FASE SIGMA CRECIMIENTO DE GRANO
SONAS ZANAS
Ni-eq
Cr-equivalente
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
25
26.9
20.5
12.4
38
39
EJEMPLO DE APLICACION
SOLDABILIDAD DEL ACERO
ASTM A487
XAR 500
40
41
ASTM A487 GR8Q XAR 500
C.E. - DIAGRAMA DE B. A. GRAVILLE
%C 0.06 0.18
%Mn <1 1.5
%P-S <0.04 <0.025
%Si <1 0.8
%Cr 14 1.0
%Ni 4.5 1.0
%Mo 1 0.5
%B 0.005
CE% 3.68 0.743
42
Estado de suministro:
Bonificado
Dureza de Suministro:
450 – 530 HB
Colores de Identificación
Fucsia – Gris claro
Formato: Planchas
XAR 500
43
ASTM A487 GR8Q FUNDICION
ALTA RESISTENCIA AL IMPACTO, A LA ABRASION Y ALTA
TENACIDAD
44
C.E. - DIAGRAMA DE B. A. GRAVILLE
%C
45
C.E. - DIAGRAMA DE B. A. GRAVILLE
ASTM A487
%CE= 3.68 %C=0.06
%C=0.18
%CE=0.743
46
%C 0.06
%Mn <1
%P-S <0.04
%Si <1
%Cr 14
%Ni 4.5
%Mo 1
%B
CALCULO DEL Cr y Ni
EQUIVALENTE DEL ACERO
ASTM A487 GR8Q
Níquel equivalente = %Ni + 30%C + 0.5%Mn =
Cromo equivalente = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.5 %Nb = 16.5
6.8
47
FISURACION EN FRIO FISURACION EN
CALIENTE
FASE SIGMA CRECIMIENTO DE GRANO
SONAS ZANAS
Ni-eq
Cr-equivalente
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
E 312- 16 ER29/9
E 310- 16
E 308-L E 316-L
ACERO AL CARBONO
E 309
26.9
INOX A: E308-15
INOX AW: E308-16
48
49
FISURACION EN FRIO FISURACION EN
CALIENTE
FASE SIGMA CRECIMIENTO DE GRANO
SONAS ZANAS
Ni-eq
Cr-equivalente
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
E 312- 16 ER29/9
E 310- 16
E 316-L
ACERO AL CARBONO
E 308-L
INOX A: E308-15
INOX AW: E308-16
50
51
52
53
TIPOS DE ACEROS
54
55
56
57
EJEMPLOS DE TRABAJOS REALIZADOS
58
59
60
61
EL ERROR MAS GRANDE
QUE PUEDAS COMETER
ES
TENER MIEDO DE
COMETER EL ERROR
Elbert G. Hubbard
62
UNSA AGRADECE SU ASISTENCIA
ING. ROGELIO REVILLA RODRIGUEZ
[email protected] [email protected]
TELEFONO: 959059440 RPM:#990025962