¿Cómo se pueden controlar las grietas al soldar acero para cilindros HP265?

En la designación HP265, "H" significa soldable, "P" significa recipiente a presión y "265" indica un límite elástico mínimo de 265 MPa. Fundamentalmente, HP265 es un acero de alta-resistencia y alta-pureza caracterizado por un bajo contenido de carbono y baja aleación. Las normas nacionales imponen límites estrictos a su contenido de carbono (normalmente C inferior o igual a 0,20%), así como a las impurezas nocivas (manteniendo niveles extremadamente bajos de azufre y fósforo).

En consecuencia, posee un equivalente bajo en carbono (CEV); teóricamente, esto le confiere una soldabilidad excepcional, clasificándolo como un "grado de acero resistente al agrietamiento".

Cilindro de acero HP265

En comparación con el HP235 convencional, el HP265 se somete a un ajuste fino-de las proporciones de elementos de aleación-como el manganeso (Mn)-durante el proceso de fundición para lograr un aumento de resistencia de 30 MPa. Sin embargo, un aumento en la resistencia del material implica inevitablemente un aumento correspondiente en la "tensión de restricción" en la unión durante la soldadura.

Si un fabricante de recipientes a presión simplemente replicara los procesos de soldadura rudimentarios utilizados anteriormente para aceros de menor-resistencia, incluso las desviaciones menores del proceso podrían amplificarse, provocando así la formación de grietas.

Craqueo en frío (craqueo retardado)

Este es el problema más común que se encuentra. A menudo pasa desapercibido inmediatamente después de soldar; sólo unas horas-o incluso días-después, la soldadura se agrieta repentinamente con un "chasquido" audible. Es causada por la interacción simultánea de tres factores principales:

La presencia latente de hidrógeno (H):Ocurre cuando el ambiente es húmedo o los consumibles de soldadura no se han secado adecuadamente; La humedad ingresa al arco de soldadura, se descompone en átomos de hidrógeno y se difunde en el metal de soldadura.
Microestructura endurecida:Resulta de una velocidad de enfriamiento excesivamente rápida durante la soldadura, lo que hace que la zona afectada por el calor (HAZ) de la soldadura se vuelva dura y quebradiza.
Estrés residual:Surge del ensamblaje forzado durante el montaje-de cilindros de gas, o de la generación de inmensas fuerzas internas causadas por la contracción térmica durante el enfriamiento.

Características típicas:

• Ocurre dentro de la-zona afectada por el calor (HAZ) o en la raíz de la soldadura.
• Aparece con un retraso después de la soldadura (desde unas pocas horas hasta varios días).
• Se propaga transgranularmente (a través de los granos) o intergranularmente (a lo largo de los límites de los granos).

Craqueo en caliente (craqueo por solidificación)
Normalmente ocurre en el centro del cordón de soldadura y se agrieta mientras la soldadura aún está a altas temperaturas inmediatamente después de completarse la soldadura. Esto se debe principalmente a la selección inadecuada de los consumibles de soldadura o al aporte excesivo de calor, lo que hace que el cordón de soldadura forme un perfil profundo y de "valle estrecho" donde las impurezas tienden a segregarse y acumularse en el centro.

Mecanismo de formación:

• Segregación de fases eutécticas de bajo-punto de fusión-a lo largo de los límites de los granos.
• Engrosamiento del grano causado por una entrada excesiva de calor en la soldadura.
• Factor de forma del cordón de soldadura inadecuado (específicamente, una relación excesivamente baja entre ancho-y-profundidad).

Control estricto de las fuentes de hidrógeno

Antes de soldar, se deben eliminar completamente el óxido, el aceite, las cascarillas de laminación y la humedad de un área que se extienda al menos 20 mm a ambos lados de la costura longitudinal del cilindro (ya que la humedad es la causa principal del agrietamiento inducido por el hidrógeno-). Los fundentes y electrodos de soldadura deben hornearse estrictamente de acuerdo con las especificaciones del fabricante (normalmente a 250 o 300 grados durante 1 o 2 horas) y almacenarse en un horno calentado para su uso inmediato-a demanda.

Selección de consumibles de soldadura adecuados

Evite el uso indiscriminado de consumibles de soldadura de alta-resistencia; en su lugar, seleccione consumibles con bajo-hidrógeno que coincidan con la resistencia del metal base HP265. Se recomienda la soldadura por arco metálico con gas (MAG) con una mezcla de gas protector rica en argón- o la soldadura por arco sumergido (SAW), ya que estos procesos ofrecen características de alta eficiencia y bajo-hidrógeno.

Control de la entrada de calor y la tasa de enfriamiento

En condiciones ambientales normales, el HP265 normalmente no requiere precalentamiento. Sin embargo, si la temperatura del taller cae por debajo de los 5 grados o los niveles de humedad son excepcionalmente altos, la zona de soldadura debe someterse a un precalentamiento suave (50 a 100 grados) para reducir la velocidad de enfriamiento y facilitar la difusión del hidrógeno. Están estrictamente prohibidas las técnicas de soldadura agresivas que implican altas corrientes y velocidades de desplazamiento rápidas; esto garantiza una apariencia suave del cordón de soldadura y una microestructura interna uniforme y de grano fino-.

Requisitos de ensamblaje y terminación de arco

El montaje de las culatas debe ser dimensionalmente preciso; El "ajuste-forzado" (ensamblaje bajo tensión mecánica) está estrictamente prohibido para evitar que las fuerzas de retroceso elástico rompan la costura de soldadura después de soldar. La terminación del arco se debe realizar usando una función de disminución de corriente o terminando el arco en una pestaña de encendido/apagado-; Está estrictamente prohibido dejar defectos de cráter sin rellenar dentro de la costura de soldadura real.

Tratamiento térmico

Para los cilindros HP265 sujetos a requisitos especiales o aquellos que tienen paredes gruesas, el tratamiento térmico-para aliviar la tensión (normalmente en un horno de recocido a aproximadamente 600 grados) se debe realizar lo antes posible después de la soldadura. Este proceso elimina las tensiones residuales y favorece la difusión del hidrógeno, evitando así fundamentalmente el agrietamiento retardado.

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¿Para qué procesos de conformado es adecuado el HP265?
Es adecuado para procesos como embutición profunda, conformado por rotación y conformado en frío.

¿El HP265 es propenso a agrietarse?
No, no lo es; Posee buena plasticidad y ofrece una alta fiabilidad de conformado.

¿Cómo es la soldabilidad del HP265?
Es excelente y produce soldaduras estables y confiables.

¿Se requiere precalentamiento para soldar?
Generalmente no es necesario, aunque los requisitos específicos dependen del espesor del material.

¿HP265 requiere tratamiento térmico?
Normalmente se utiliza en estado-laminado en caliente y no requiere tratamientos térmicos complejos.