Soldadura de Mantenimiento en Aceros Inoxidables

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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

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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.

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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

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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%

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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

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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

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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 +

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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)

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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

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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

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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

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%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

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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

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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

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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

Rogelio_revilla@fmi.com rrevillar@hotmail.com

TELEFONO: 959059440 RPM:#990025962