Soldadura 300

Al soldar aceros inoxidables de la serie 300, los contratistas pueden eliminar la purga inversa en la soldadura de tuberías de raíz abierta y aun así lograr una alta calidad de soldadura.

La soldadura de tubos y tuberías de acero inoxidable generalmente requiere una purga inversa con gas argón cuando se utilizan procesos tradicionales, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y la soldadura por arco metálico protegido (SMAW). Pero el costo del gas y el tiempo de preparación para el proceso de purga pueden ser significativos, especialmente a medida que aumentan los diámetros y longitudes de las tuberías.

Al soldar aceros inoxidables de la serie 300, los contratistas pueden eliminar la purga inversa en la soldadura de tuberías de raíz abierta y aun así lograr una alta calidad de soldadura, conservar la resistencia a la corrosión del material y cumplir con los requisitos de las especificaciones de procedimiento de soldadura (WPS) al cambiar de GTAW o SMAW tradicional a uno modificado. Proceso de soldadura por arco metálico con gas de cortocircuito (GMAW). Un proceso GMAW de cortocircuito modificado también ofrece beneficios adicionales de productividad, eficiencia y facilidad de uso que pueden ayudar a mejorar los resultados.

Favorecidas por su resistencia a la corrosión y solidez, las aleaciones de acero inoxidable se utilizan para muchas aplicaciones de tuberías y tubos, incluidas las de petróleo y gas, petroquímicas y biocombustibles. Si bien GTAW se utiliza tradicionalmente para muchas aplicaciones de acero inoxidable, tiene algunos inconvenientes que pueden solucionarse con GMAW de cortocircuito modificado.

En primer lugar, a medida que continúa la escasez de soldadores calificados, encontrar trabajadores con conocimientos en GTAW es un desafío constante. En segundo lugar, GTAW no es el proceso de soldadura más rápido, lo que obstaculiza a las empresas que desean aumentar la productividad para satisfacer la demanda de los clientes. En tercer lugar, requiere una purga inversa costosa y que requiere mucho tiempo en los tubos y tuberías de acero inoxidable.

La purga es la introducción de un gas para eliminar contaminantes y proporcionar respaldo durante la soldadura. La purga trasera protege la parte posterior de la soldadura, evitando la formación de óxidos pesados ​​que se producen en presencia de oxígeno.

Cuando la parte posterior no está protegida durante la soldadura de tuberías de raíz abierta, puede provocar una rotura del material base. Esta descomposición se conoce como azúcar, llamado así porque da como resultado una apariencia superficial muy parecida al azúcar en el interior de la soldadura. Para evitar el azúcar, los soldadores insertan una manguera de gas en un extremo de la tubería y luego bloquean los extremos de la tubería con presas de purga. También crean un orificio de ventilación en el extremo opuesto de la tubería. Por lo general, también colocan cinta adhesiva alrededor de la abertura de la articulación. Después de haber purgado la tubería, retiran una sección de la cinta alrededor de la junta y comienzan a soldar, repitiendo el proceso de pelado y soldadura hasta completar el paso de raíz.

La purga inversa puede costarle a una operación mucho tiempo y dinero y, en algunos casos, agregar miles de dólares a un proyecto. La transición a un proceso GMAW de cortocircuito modificado permite a las empresas completar pasadas de raíz sin una purga inversa en muchas aplicaciones de acero inoxidable. Las aplicaciones de soldadura en aceros inoxidables de la serie 300 son buenos candidatos para esto, mientras que las aplicaciones de soldadura para acero inoxidable dúplex de alta pureza actualmente requieren GTAW para la pasada de raíz.

Mantener el aporte de calor lo más bajo posible ayuda a conservar la resistencia a la corrosión de la pieza de trabajo. Reducir el número de pasadas de soldadura es una forma de reducir el aporte de calor. Un proceso GMAW de cortocircuito modificado, como la deposición regulada de metales (RMD®), utiliza una transferencia de metal controlada con precisión para proporcionar una deposición uniforme de gotas. Esto facilita que el soldador controle el charco de soldadura y, por lo tanto, controle la entrada de calor y las velocidades de soldadura. Una menor entrada de calor permite que el charco de soldadura se congele más rápido.

Con una transferencia de metal controlada y una congelación más rápida del charco, el charco de soldadura es menos turbulento y el gas protector sale de la pistola GMAW relativamente sin perturbaciones. Esto permite que el gas protector avance a través de la raíz abierta, desplazando la atmósfera y evitando la formación de azúcar u oxidación en la parte posterior de la soldadura. Esa cobertura de gas sólo se necesita por un corto tiempo porque el charco se congela muy rápidamente.

Las pruebas muestran que un proceso GMAW de cortocircuito modificado cumple con los estándares de calidad de soldadura y al mismo tiempo conserva la resistencia a la corrosión del acero inoxidable tan bien como cuando la pasada de raíz se suelda con GTAW.

El uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado para la soldadura de tuberías de raíz abierta ofrece otros beneficios para la productividad, la eficiencia y la capacitación de los soldadores.

Un cambio en el proceso de soldadura requiere que una empresa recalifique su WPS, pero el cambio puede ofrecer una enorme recuperación en tiempo y ahorro de costos, tanto para nuevos trabajos de fabricación como para trabajos de reparación.

El uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado para la soldadura de tuberías de raíz abierta ofrece otros beneficios para la productividad, la eficiencia y la capacitación de los soldadores. Éstas incluyen:

El potencial de eliminar el pase caliente, como resultado de la capacidad de depositar más metal para aumentar el espesor del pase de raíz.

Tolerancia excepcional para desalineaciones altas y bajas entre secciones de tubería. Debido a la suave transferencia de metal, el proceso puede salvar fácilmente espacios de hasta 3⁄16 de pulgada.

Longitud de arco constante independientemente de la extensión del electrodo, lo que compensa a los operadores que tienen dificultades para mantener una longitud de extensión constante. El baño de soldadura más fácil de controlar y la transferencia constante de metal pueden reducir el tiempo de capacitación de los nuevos soldadores.

Tiempo de limpieza mínimo porque el proceso no deja escoria y pocas salpicaduras, si las hay.

Reducción del tiempo de inactividad para el cambio de proceso. Se puede utilizar el mismo cable y gas protector para pases de raíz, relleno y tapa. Se puede utilizar un proceso GMAW pulsado, siempre que se utilice un gas protector de al menos un 80 por ciento de argón para los pasos de llenado y tapado.

Para operaciones que desean eliminar la retropurga en aplicaciones de acero inoxidable, es importante seguir cinco consejos clave para tener éxito al cambiar a un proceso GMAW de cortocircuito modificado.

Limpie el interior y el exterior de la tubería para eliminar cualquier contaminante. Utilice un cepillo de alambre diseñado para acero inoxidable para limpiar al menos 1 pulgada desde el borde de la junta.

Utilice un metal de aportación de acero inoxidable con un alto contenido de silicio, como 316LSi o 308LSi. Un mayor contenido de silicio ayuda a que el charco de soldadura se humedezca y actúa como desoxidante.

Para obtener el mejor rendimiento, utilice una mezcla de gas protector formulada específicamente para el proceso, como 90 por ciento de helio, 7,5 por ciento de argón y 2,5 por ciento de dióxido de carbono. Otra opción es 98 por ciento de argón y 2 por ciento de dióxido de carbono. Los proveedores de gas de soldadura pueden tener otras recomendaciones.

Para obtener mejores resultados, utilice una punta cónica y una boquilla en el paso de raíz para localizar la cobertura de gas. Las boquillas cónicas con difusores de gas incorporados brindan una excelente cobertura.

Tenga en cuenta que el uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado sin gas de respaldo produce una pequeña cantidad de incrustaciones de óxido en la parte posterior de la soldadura. Por lo general, esto se desprende a medida que la soldadura se enfría y está dentro de los estándares de calidad para aplicaciones de petróleo, plantas de energía y petroquímicas.

Jim Byrne es gerente de ventas y aplicaciones de Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.