Temperatura de precalentamiento

[cromoniquel1974]

Buenos días a todos, recientemente he comprado el libro de Manuel Reina soldadura de los aceros 5ª edición puesto que tenia la 4ª edición y quería actualizarme un poco, la verdad es que añade varias cosas nuevas y actualizaciones que están interesantes, como por ejemplo la fórmula de precalentamiento que se venía utilizando del metalúrgico Seferian donde no se tenía en cuenta la energía aportada y que actualmente ya no se utiliza por eso motivo ya que da valores más altos de los recomendados, en la 5ª edición página 277 viene un gráfico que me confunde un poco para determinar la temperatura de precalentamiento, el ejemplo que da es de una cruceta de 12 mm espesor con garganta de soldadura de 4mm ( soldadura en ángulo ) y soldadura de electrodo revestido donde se tiene en cuenta diámetro de electrodo y longitud del mismo ¿pero cómo se hace el cálculo si dicha soldadura es a tope y con otro procedimiento como por ejemplo soldadura GMAW? por otro lado también me confunde como determinar el índice de de brusquedad térmica ( IBT ), me gustaría saber como interpretar bien ese gráfico para poder hacer un cálculo lo más aproximado posible en caso de tener que utilizarlo y incluso saber si hay otra fórmula alternativa para poder usar. Gracias

[Charles Vega Schmidt]

Buenas noches Cromoníquel,

Muy interesante la pregunta. Es muy importante. Primero debemos aclarar unas cosas para resolver las dudas:

1º.- EL IBT es el Índice de Brusquedad Térmica. Depende del espesor de las chapas a unir, así como del tipo de unión. Un concepto importante a ver, es que hasta espesores de 6mm aproximadamente, o bien de 1/4", se considera que el flujo de calor es bidimensional, esto es, que el calor se desplaza en dos ejes, X e Y. En espesores mayores, y en uniones en ángulo, o en el ejemplo que comentas, en una cruceta, el calor se desplaza en tres ejes, esto es, en forma tridimensional. No significa que en las chapas de espesores menores a 6mm, el calor no se desplace en tres dimensiones, si que lo hace. No obstante, no es tan relevante como el avance el calor en las dos dimensiones del plano de las chapas, donde es predominante. Además, en el eje Z en chapas de espesores menores o iguales a 6mm, al no haber material para la conducción térmica, la chapa sufre un calentamiento mayor, por lo mismo, hasta llegamos a perforar la chapa por sobrecalentamiento.

Para un cálculo rápido del factor IBT, se tiene en el mismo libro de Manuel Reina, en la página 278, una serie de ejemplos en función de los tipos de unión. El ejemplo de la cruceta, comentado en la página 277, está al final del cuadro de la página 287. Siendo tres chapas de 12mm el que se ilustra en la página 277, se obtienen en efecto un IBT de 8. El divisor de 6, es precisamente el espesor de 6mm comentado en el apartado 5.2 de la página 276.

2.- Para resolver el gráfico, en una unión a tope BW, solo debemos buscar el ejemplo de la tabla de la página 278, donde se ilustra correctamente en la segunda línea, (e1 + e2)/6.

3.- Para el caso del proceso 135 (GMAW). Debemos simplemente calcular el aporte térmico, como la relación de (I.U /v ) x 60 / 1000. = Intensidad de soldeo (Amperios) x Tensión de soldeo (Voltios) / velocidad de avance (cm/min). El resultado está expresado en Julios / cm.

El cuadro de la página 277, ilustra también la relación del aporte térmico en función del diámetro de electrodo y la longitud del cordón con tal electrodo, un método muy conocido cuando se utilizaban los electrodos revestidos con mayor consumo para soldar, antes del uso de los procesos semiautomáticos. Para los procesos semiautomáticos y para el proceso TIG, la parte baja del cuadro no se puede usar, entonces se estima directamente el aporte térmico por la relación I.U / v. Para luego subir la vertical hasta la línea IBT correspondiente, luego ir a la curva correspondiente, de acuerdo con la vertical que nos indique el carbono equivalente del material. Se obtiene finalmente la curva de la temperatura de precalentamiento en ºC.

Un dato importante, aparte de los comentarios, es que la temperatura de precalentamiento se toma en una zona de 50mm a cada lado de la unión, no necesariamente en la misma unión a soldar, menos aún si se mide la temperatura con tizas térmicas, tened en cuenta que las tizas térmicas son de materiales contaminantes para el soldeo, no deben tocar la unión a soldar o el cordón mismo, cuando es soldadura de varias pasadas, por lo general los soldadores no lo saben y cometen ese error, de tocar las soldaduras con las tizas térmicas, luego salen poros en la siguiente pasada y no se explican la razón. La Norma UNE-EN ISO 13916:2018, indica para espesores menores o iguales a 50mm, la medición de la temperatura de precalentamiento a 50mm en ambos lados de la unión a soldar. Para espesores mayores a 50mm la temperatura de precalentamiento se deberá medir a 75mm, a ambos lados de la unión.

Cordialmente,