Post on 02-Jan-2016
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CENTRO TECNOLOGICO DE SOLDADURAS EXSA
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CAMPO DE ACCICAMPO DE ACCIÓÓN DEL ACERO INOXIDABLE N DEL ACERO INOXIDABLE
1OTROS
1CONSTRUCCIÓN
1TEXTIL
1PANADERÍA
2ENERGÍA
4QUÍMICA
5COMERCIAL / SERVICIOS
5REFRIGERACIÓN
7AGROINDUSTRIA
12MINERÍA
15PESQUERÍA
17VAJILLAS Y CUBIERTOS
29INDUSTRIAL
PARTICIPACIPARTICIPACIÓÓNN%%
SECTORSECTOR
EL ACERO INOXIDABLE TIENE LA TENDENCIA MAS ALTA DE CRECIMIENTO EEL ACERO INOXIDABLE TIENE LA TENDENCIA MAS ALTA DE CRECIMIENTO EN N CONSUMO EN LOS ULTIMOS 30 ACONSUMO EN LOS ULTIMOS 30 AÑÑOS RESPECTO A TODOS LOS METALESOS RESPECTO A TODOS LOS METALES
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ACEROS INOXIDABLESACEROS INOXIDABLES
IntroducciIntroduccióón:n:Aparecen entre los años 1912 y 1914Excelente combinación de propiedades
Resistencia a la corrosiónResistencia a temperaturas altas y criogénicasFacilidad de fabricaciónBuenas características mecánicas (impacto, tracción,
etc.)Resistencia a la corrosión:
Película pasivante (Cr2O3)10 a 50 Ámgstron, es decir 1 a 5 x 10-7 mm.
ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE
CAPACAPAPASIVANTEPASIVANTE
4
ClasificaciClasificacióón:n:
De acuerdo a su estructura cristalográfica, los
mas utilizados son:
Austeníticos
Ferríticos
Martensíticos
Duplex
Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrMARTENSÍTICOS
Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrFERRITICOS
Cr Cr Cr Cr Cr
Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrAUSTENITICOS
Cr Cr Cr Cr Cr Cr
Ni Ni Ni Ni Ni Ni Ni Ni
Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrAUSTENO - FERRITICOS
Cr Cr Cr Cr Cr Cr
Ni Ni Ni Ni Ni
Cr Cr Cr Cr Cr
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EFECTO DEL CROMO EN LA RESISTENCIA A LA CORROSION
40
35
30
25
20
15
10
5
0
45
3228240 4 8 12 2016
PE
RC
EN
T LO
SS
IN W
EIG
HT
PERCENT CHROMIUM
CHROME-IRON
STAINLESS STEELS
CHROMIUM STEELS
STEELS
ACERO % C % Cr %Ni Magnetismo Estructura Propiedades
AUSTENITICO 0.03-0.2 17-27 6 -20 NO Austenítica
Dúctiles,tenaces,buena resistencia a la corrosión y
buena soldabilidad. Los más utilizados
FERRITICO 0.1-0.3 15-30 -- SI Ferrítica
Baja resistencia mecánica. Presentan fragilidad en la zona afectada térmicamente. Buena resistencia a la corrosión sobre
todo los de alto contenido en cromo
AUSTENO - FERRITICO 0.05-0.08 18-29 3 - 8 SI Duplex
Excelente resistencia ala corrosión. Buenas propiedades
mecánicas y soldabilidad
MARTENSITICO 0.1-1.2 13-18 -- SI Martensítica
Resistentes y duras. Peor resistencia a la corrosión. Mala
soldabilidad y tenacidad
ComposiciComposicióón y Propiedades de los n y Propiedades de los Aceros InoxidablesAceros Inoxidables
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Aceros Inoxidables Austeníticos
Son NO magnéticos
No son endurecibles por tratamiento térmico
Excelente soldabilidad
Elevada resistencia a la corrosión
AISI C Mn (max) Si (max) Cr Ni P (max) S (max) Otros201 0.15max 5.5-7.5 1.00 16-18 3.5-5.5 0.06 0.03202 0.15max 7.5-10 1.00 17-19 4.0-6.0 0.06 0.03 N-0.25max301 0.15max 2.00 1.00 16-18 6.0-8.0 0.045 0.03302 0.15max 2.00 1.00 17-19 8.0-10.0 0.045 0.03
302B 0.15max 1.50 2.0-3.0 17-19 8.0-10.0 0.045 0.03303 0.15max 2.00 1.00 17-19 8.0-10.0 0.20max 0.15min Zr ó Mo-0.60max
303Se 0.15max 2.00max 1.00 17-19 8.0-10.0 0.20 0.06Mo-0.75max
Cu-0.50max Se-0.15min
304 0.08max 2.00 1.00 18-20 8.0-12.0 0.04 0.03304L 0.03max 1.50 2.00 18-20 8.0-12.0 0.04 0.04305 0.12max 2.00 1.00 17-19 10.0-13.0 0.045 0.03308 0.08max 2.00 1.00 19-21 10.0-12.0 0.045 0.03309 0.2max 2.00 1.00 22-24 12.0-15.0 0.045 0.03
309S 0.08max 2.00 1.00 22-24 12.0-15.0 0.04 0.03310 0.25max 2.00 1.50 24-26 19.0-22.0 0.045 0.03
310S 0.08max 2.00 1.50 24-26 19.0-22.0 0.045 0.03314 0.25max 2.00 1.5-3.0 23-26 19.0-22.0 0.045 0.03316 0.08max 2.00 1.00 16-18 10.0-14.0 0.045 0.03 Mo-2.00-3.00
316L 0.03max 2.00 1.00 16-18 10.0-14.0 0.045 0.03 Mo-2.00-3.00317 0.08max 2.00 1.00 18-20 11.0-15.0 0.045 0.03 Mo-3.0-4.0321 0.08max 2.00 1.50 17-21 9.0-12.0 0.045 0.03 Ti-5x%Cmin347 0.08max 2.50 1.50 17-19 9.0-13.0 0.03 0.03 Cb-Ta-10x%Cmin
ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOSACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS
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Aceros Inoxidables Aceros Inoxidables FerrFerrííticosticos
Son magnéticos
No son endurecibles por tratamiento térmico
Resistencia al ataque corrosivo a altas
temperaturas
8
AISI SAE C Mn (max) Cr P (max) Otros
405 - 0.08 1 17 - 19 - Si-0.70-1.5 Al-0.70-1.2
430 51430 0.12 1 14 - 18 0.04 Si-1.00max S-0.03
430F 51430F 0.12 1.25 14 - 18 0.06Si-1.00max
P,S,Se-0.07max Mo o Zr-0.60
442 51442 0.2 2 18 - 23 0.045 Si-1.00max S-0.03max
446 51446 0.2 1.5 23 - 27 0.04 Si-1.00max N-0.25max
ACEROS INOXIDABLES FERRITICOSACEROS INOXIDABLES FERRITICOS
Aceros Inoxidables Martensíticos
Son magnéticos
Endurecibles por tratamiento térmico
Baja soldabilidad
Moderada resistencia a la corrosión
Elevada resistencia y dureza
9
AISI SAE C Mn (MAX.) Si (MAX) Cr Ni P (MAX.) S Otros403 0.015 max 1 0.5 11.5-13 0.04 0.03410 51410 0.15 max 1 1 11.5-13.5 0.04 0.03414 51414 0.15 max 1 1 11.5-13.5 1.25-2.5 0.04 0.03
416 0.15 max 1.25 1 12-14 0.06 0.15min
416Se 0.15 max 1.25 1 12-14 0.06 0.06418 0.15 max 2 1 12-14 0.045 0.03420 51420 0.15(o mas) 1 1 12-14 0.04 0.03
420F 51420F 0.30-0.40 2 1 12-14 0.2 0.15min
422 0.22 0.65 0.36 12 0.7Mo-1.00 W-1.00 V-0.25
422M 0.28 0.84 0.25 12 0.2Mo-2.25 W-1.70 V-0.50
431 51431 0.20 max 1 1 15-17 1.25-2.5 0.04 0.03436 0.15 13 2 W-3.00
440A 51440A 0.6-0.75 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75max440B 51440B 0.75-0.95 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75400C 51440C 0.95-1.20 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75440F 51440F 0.95-1.20 1.25 1 16-18 0.06 max 0.15min Mo-Zr-0.75max501 51501 0.10(o mas) 1 1 4-6 0.04 0.03 Mo-0.40-0.65502 0.10 max 1 1 4-6 0.04 0.03 Mo-0.40-0.65
Mo-0.60max Se-0.15min Zr-0.60max
ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS
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Aceros Inoxidables AustenAceros Inoxidables AustenííticosticosConstituyen el máximo tonelaje de acero
inoxidable de uso industrialSon NO magnéticosNo son endurecibles por tratamiento térmico
(debido a su estructura austenítica predominante)Excelente soldabilidadPorcentajes bajos de carbono (0.03 – 0.15%)Porcentaje de Cromo / Níquel altos (Cr>12%
Ni>6%)Alta elasticidad (30% - 40% de elongación)Elevada resistencia a la corrosión
SOLDABILIDAD DE LOS INOX. AUSTENITICOSSOLDABILIDAD DE LOS INOX. AUSTENITICOSPara realizar el soldeo se debe tener en cuenta:
Propiedades FísicasConductividad Térmica (40% inferior al acero al
carbono)Coeficiente de Dilatación (50% más elevado que el
acero al carbono)Punto de Fusión (mas bajo que el acero al
carbono)Resistencia eléctrica (8 a 9 veces mayor que el
acero al carbono)Agrietamiento en caliente de las soldaduras
austeníticasPrecipitación de carburos
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1
6
4
7
3
8
5
9
2
1
2
3
4
5
METODO DE PUNTEADOMETODO DE PUNTEADO
Distribución correcta de los puntos
Distribución IncorrectaLa chapa se cierraLa chapa se cierra
ESPESOR CHAPA (mm) 1 - 1.5 2 - 3 4 - 6 Mayor de 6
Espaciado entre puntos de soldadura (mm) 30 - 60 70 - 100 120 - 160 150 - 200
¡El problema es aplicar demasiado calor en el soldeo del Acero Inoxidable Austenítico!
Debemos tomar las precauciones siguientes:Debemos tomar las precauciones siguientes:
•Seleccionar el método adecuado de soldadura
••Distribuir el calor de forma adecuadaDistribuir el calor de forma adecuada
••Procurar que el nivel de embridamiento sea lo mas Procurar que el nivel de embridamiento sea lo mas
bajo posiblebajo posible
••Usar electrodos lo mUsar electrodos lo máás delgados posibless delgados posibles
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PRECIPITACIPRECIPITACIÓÓN DE COMPUESTOS DE ELEMENTOS N DE COMPUESTOS DE ELEMENTOS INTERSTICIALESINTERSTICIALES
Cr, Ni y Nb se combinan con elementos intersticiales C y
N (500-800°C)
Consecuencias
Disminución de la resistencia a la corrosión
Aparición de corrosión intergranular
Disminución de ductilidad y tenacidad
Niveles de Temperatura que Alcanza el Metal
Distancia desde el centro de la soldadura, mm
10 20 30 40 50 60 70 800
15
10
5
0
5
10
15
Distancia desde el centro del arco, mm
Baño de sold.
1370°C
1100°C 800°C
550°C
Temperatura °C
Distancia desde el centro de la sold. mm
80 60 40 20 0 20 40 60 80
200
400
600
800
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Formación de Carburos de Cromo
Soluciones:Soluciones:
Usar aceros inox y materiales de aporte de Bajo Carbono
Usar bajos amperajes y enfriamientos rapidos (paños humedos)
Soldar con arcos cortos sin oscilación (si oscila no mayor a 21/2 el
diametro del electrodo).
Emplear soldaduras con alto contenido de Cromo
Empleo de aceros Inoxidables estabilizados (Nb o Ti)
Usar soldadura que contenga Mo
Evitar las Temperaturas críticas de precipitación(entre430 y 870ºC)
Siempre es necesario decapar y pasivar los cordones de soldadura
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¿COMO CONTAMINAMOS EL INOXIDABLE?
•• ContactoContacto ííntimontimo: Mesas de : Mesas de trabajotrabajo de de AceroAcero al Cal C
•• ManipulaciManipulacióónn:: CadenasCadenas y y grapasgrapas metmetáálicaslicas
•• HerramientasHerramientas:: MartillosMartillos, , marcadoresmarcadores y y abrasivosabrasivos
•• HerramientasHerramientas de de soldadurasoldadura: : CepilosCepilos, tips, , tips,
toberastoberas de de antorchasantorchas, , picotaspicotas de de aceroacero al C.al C.
““SiempreSiempre separarseparar el el inoxidableinoxidable del del aceroacero al Cal C””
FORMACIFORMACIÓÓN DE FASES INTERMETALICASN DE FASES INTERMETALICAS
Formación de la fase Sigma (σ ) entre 550-900°C
Fase σes un compuesto duro y frágil (Fe-Cr)
La fase Sigma aparece desde 16% de ferrita
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CONTENIDO DE FERRITA EN LA CONTENIDO DE FERRITA EN LA SOLDADURASOLDADURA
Combate el agrietamiento en caliente
Incrementa características mecánicas
Disminuye resistencia a la corrosión con ácidos
oxidantes calientes
Permite formar la Fase σ
Idoneo 5 –10 %
AGRIETAMIENTO EN CALIENTE DE AGRIETAMIENTO EN CALIENTE DE SOLDADURAS AUSTENITICASSOLDADURAS AUSTENITICAS
Acumulación de impurezas por segregaciones en
metal de aporte
Se forman grietas debido a tensiones ó
contracciones de la soldadura
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Soluciones:
Reducir tensiones mecánicas
Eliminar las impurezas (S y P)
Disminuir las segregaciones – aumentando la
cantidad de Ferrita
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
F + M
403632282420161280
4
8
12
16
20
24
28
100%
80%
40%20%
10%5%0%
FERRITA
AUSTENITA
A + M
MARTENSITA
M + F
A + F
A+M+F
Cr Equivalente=%Cr+%Mo+1.5%Si+0.5%Nb
Ni Equivalente=%Ni+30%C+0.5%Mn
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PROCESO COEFICIENTE DE DILUCIÓNSMAW 20 - 30 %SAW 25 - 50 %
MIG corto 15 - 30 %MIG spray 25 - 50 %
TIG 20 - 40 %TIG sin aporte 100 %
EJEMPLO.- SOLDAR UN AISI 410 CON ELECTRODO AUSTENÍTICO
F + M
403632282420161280
4
8
12
16
20
24
28
100%
80%
40%20%
10%5%0%
FERRITA
AUSTENITA
A + M
MARTENSITA
A + F
A+M+FAISI 410
E-310
E-309
FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A LA CORROSION
• Naturaleza del ambiente corrosivo
• Parámetros de fabricación y soldadura
• Condición de la superficie
• Composión química del Acero Inoxidable
• Condición Metalúrgica
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CORROSIÓN EN LOS ACEROS INOXIDABLES
•• CorrosiCorrosióónn porpor picadurapicadura
•• CorrosiCorrosióónn porpor resquiciosresquicios
•• CorrosiCorrosióónn IntergranularIntergranular
•• Corrosion Corrosion bajobajo tensitensióónn
•• ContaminaciContaminacióónn con con fierrofierro
•• CorrosiCorrosióónn galvgalváánicanica
CORROSION POR PICADURA
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CORROSION POR RESQUICIOS
PRECIPITACION DE CARBUROS EN INOXIDABLES AUSTENITICOS
•• ZonaZona afectadaafectada porpor el el calorcalor
•• DisminuciDisminucióónn del del CromoCromo
•• SensibilizaciSensibilizacióónn
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CORROSION INTERGRANULAR EN LA ZAC EN UN TUBO
Sección de un tubode diam. 4 pulgadastipo AISI 304.
Tubo de una línea de ácido nítrico diluídocaliente.
Sección de mostrando la corrosión en ambos lados de la soldadura.
APLICACIONES DEL INOX AW
• En Hospitales
• Materiales para cocina y alimentación.
• Industria del Transporte
• Ordinary Atmosphere
• Tratamiento de aguas servidas
• Tanques de almacén de gases criogénicos
• Industria de alimentos (excepto con ácidos a alta temperatura y cloruros)
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Aplicaciones del Inox BW ELC
• Fabricación de urea
• Industria Textilera
• Hospitales
• Usos Cryogenicos
• Ind. de Papel & Pulpa
• Fabricación de cerveza y vino.
• Ind. farmacéutica
• Procesamiento de alimentos
• Ind. Petro química.
APLICACIONES DEL INOX 309
• Unión de metales disímiles : acero al
carbono y aceros de baja aleación.
• Plaqueado de aceros al carbono y de bajaaleación.
• Para unión de los aceros de la serie 400 cuando no se requiere compatibilidad en composición y resistencia.
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Electrodo de Estructura Austeno-Ferrítica
ClasificaciónAWS
E 312- 16INOX 29/9
Metal depositado de alta resistencia a la rotura especial para soldar aceros de dificilsoldabilidad y aceros disímiles.
Depósitos resistentes al impacto, calor, corrosión y a la fricción metálica.
Depósitos maquinables.
Es base de recubrimientos protectores.
EXSA S.A. EXSA S.A. –– DIVISION SOLDADURASDIVISION SOLDADURAS
Electrodo de Estructura Austeno-Ferrítica
ClasificaciónAWS
E 312-16EXSA 106
Metal depositado resistente a la fisuración, corrosión, impacto, calor, fricción metal-metal, es muy dúctil y tenaz.
Para la soldadura de unión y recargue en aceros de mediano y alto carbono, de baja aleación, aceros herramienta, bonificados, al Mn, aceros rápidos, aceros de cementación y aceros fundidos.
EXSA S.A. EXSA S.A. –– DIVISION SOLDADURASDIVISION SOLDADURAS
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¿Qué norma debo revisar al trabajar con acerosinoxidables?
ANSI/AWS A5.4An American National Standard
Specification forStainless SteelElectrodes forShielded MetalArc Welding
American Welding SocietyAWS
American Welding SocietyAWS
APLICACIÓN ELECTRODO APROPIADO
Soldar una pieza de Acero Inoxidable con otra de Acero al Carbono INOX 29/9 – EXSA 106INOX CW – INOX 309L
Soldar piezas de Acero al Manganeso INOX AWCITORIEL 801
Soldar acero de Herramientas, Aceros de mediano y alto contenidode carbono
INOX 29/9EXSA 106
Soldar Fierro Fundido con Acero Inoxidable CITOFONTEEXSANIQUEL Fe
Soldar aceros de aleación desconocida INOX 29/9 – EXSA 106INOX CW
Soldar cualquier acero inoxidable, excepto los aceros de bajo contenido de carbono
INOX CW
Aceros en general INOX 29/9EXSA 106
Cojín para revestimientos duros ANOX AWINOX 309L
Piezas sometidas a Temperaturas elevadas INOX CWINOX 309L
Soldar Aceros al Cromo-Mo CROMOCORD 502
Soldar aceros de bajo Carbono con aceros de baja aleación INOX 309L
Soldar aceros de Alta Resistencia con Aceros al Manganeso INOX AW
Cojín para recubrimientos muy duro en aceros para herramientas de corte
INOX 29/9EXSA 106
Como recubrimiento protector en aceros de mediano carbono (soldadura de ejes)
INOX BW ELC
APLICACIONES ELECTRODOS EXSAAPLICACIONES ELECTRODOS EXSA
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EXSA AGRADECE SU EXSA AGRADECE SU GENTIL ASISTENCIAGENTIL ASISTENCIA