Hot welding, process control

En determinadas condiciones es aconsejable un calentamiento previo de las piezas a soldar. El motivo más habitual es cuando se sueldan aceros templables. La soldadura produce una zona de altísima temperatura, superior a la de temple de los materiales. Si las piezas está frías, se produce una pérdida brusca de temperatura, por transmisión, en la zona de transición líquido/sólido que resulta en el endurecimiento por temple con el resultado de una zona de transición dura y frágil (templada) que puede provocar la rotura ante solicitaciones. El pre-calentamiento disminuye el gradiente de temperaturas y, por lo tanto, la transmisión de calor, con lo que la curva de enfriamiento tiene una pendiente suave que evita el temple de la zona de transición.

El proceso de soldadura es el siguiente:

  • Calentamiento por inducción de las piezas elementales, con tiempos (diferenciados para cada componente) controlados por autómata programable.
  • Colocación de las elementales en el útil posicionador.
  • El sistema mide la temperatura de la zona a soldar mediante un sensor. Las piezas elementales se calientan un poco más de la temperatura objetivo para que, una vez montadas, pueda producirse una homogeneización.
  • El sistema da un aviso luminoso y sonoro de que se ha alcanzado la temperatura objetivo en la zona, permitiendo la soldadura. El grupo de soldadura está bloqueado por el sistema hasta que la temperatura medida está dentro del rango pre establecido. También existe la posibilidad de fijar el límite inferior, por lo que el sistema actúa como un Poka Yoke y solo se puede soldar en el margen de temperaturas pre fijado.
  • El sistema registra y archiva el dato de temperatura existente en el momento de iniciar la soldadura.
  • La pieza soldada se extrae y se introduce al resguardo de un aislamiento térmico que garantiza un enfriamiento lento para evitar el temple en la zona soldada causado por una velocidad de enfriamiento elevada.

RESULTADO:

La imagen superior corresponde a un ensayo de micro dureza efectuado sobre una soldadura MAG . La pieza 1 está fabricada en HARDOX500, un acero al CrMn de dureza 500 HBW. la pieza 2 está fabricada en 42CrMo4, y previamente templada. En la imagen se pueden apreciar tres zonas -Pieza 1, Pieza 2 y Metal aportado- quedando nítidas las zonas de transición. El ensayo de microdureza está realizado según UNE-EN ISO 6507-1:2018 y la dureza medida en Vickers. La dureza de partida de las Piezas 1 y 2 está en el rango de 290-320 HV. La dureza del metal aportado está en el rango de 220 HV. La dureza de la zona de transición está en el intervalo 240-310 HV, con buena penetración.