Con el desarrollo de las industrias del acero, petroquímica, naval y de energía eléctrica, las estructuras soldadas tienden a desarrollarse en la dirección de gran escala, gran capacidad y altos parámetros, y algunas todavía funcionan en medios criogénicos, corrosivos y de baja temperatura y otros entornos.
Por lo tanto, se utilizan ampliamente diversos aceros de baja aleación y alta resistencia, aceros de aleación media y alta, aceros de superresistencia y diversos materiales de aleación. Sin embargo, con la aplicación de estos grados y aleaciones de acero, surgen muchos problemas nuevos en la producción de soldadura, entre los cuales el más común y más grave son las grietas de soldadura.
Las grietas aparecen a veces durante la soldadura y otras durante la colocación o el funcionamiento, y se denominan grietas retardadas. Como estas grietas no se pueden detectar en la fabricación, el daño que provocan es aún más grave. Existen muchos tipos de grietas generadas en el proceso de soldadura. Según la investigación actual, según la naturaleza de las grietas, se pueden dividir aproximadamente en las siguientes cinco categorías:
Nº 1. Grieta caliente
Las grietas calientes se producen a altas temperaturas durante la soldadura, por lo que se denominan grietas calientes. Según el material del metal soldado, la forma, el rango de temperatura y la razón principal de la grieta caliente también son diferentes. Por lo tanto, la grieta caliente se divide en tres categorías: grieta de cristalización, grieta de licuefacción y grieta poligonal.
1. Grietas en los cristales
En la última etapa de cristalización, la película líquida formada por el eutéctico de bajo volumen debilita la conexión entre los granos y se producen grietas bajo la acción de la tensión de tracción.
Se presenta principalmente en las soldaduras de acero al carbono y acero de baja aleación con más impurezas (alto contenido de azufre, fósforo, hierro, carbono y silicio) y en las soldaduras de acero austenítico monofásico, aleaciones a base de níquel y algunas aleaciones de aluminio medio. En casos individuales, también pueden aparecer grietas cristalinas en la zona afectada por el calor.
2. Grietas por licuefacción a alta temperatura
Bajo la acción de la temperatura máxima del ciclo térmico de soldadura, se produce una nueva fusión en la zona afectada por el calor y entre las capas de la soldadura multicapa, y se generan grietas bajo la acción de la tensión.
Se presenta principalmente en aceros de alta resistencia que contienen cromo y níquel, aceros austeníticos y algunas aleaciones a base de níquel en la zona cercana a la costura o entre soldaduras multicapa. Cuando el contenido de azufre, fósforo y carbono de silicio en el metal base y el alambre de soldadura es alto, la tendencia al agrietamiento por licuefacción aumentará significativamente.
3. Grietas multilateralizadas
En el frente de cristalización solidificada, bajo la acción de alta temperatura y estrés, los defectos reticulares se mueven y se agregan para formar un límite secundario, que se encuentra en un estado plástico bajo a alta temperatura, y se generan grietas bajo la acción del estrés.
Las grietas multilateralizadas ocurren principalmente en las soldaduras de metales puros o aleaciones austeníticas monofásicas o en la región cercana a la soldadura, y pertenecen al tipo de grietas calientes.
No2. Recalentamiento de grietas
En el caso de los aceros con estructura soldada de chapa gruesa y algunos elementos de aleación que refuerzan por precipitación, las grietas que se producen en las partes de grano grueso de la zona afectada por el calor de la soldadura durante el tratamiento térmico de alivio de tensiones o el servicio a una temperatura determinada se denominan grietas por recalentamiento. Las grietas por recalentamiento se producen principalmente en las partes de grano grueso de la zona afectada por el calor de la soldadura de aceros de alta resistencia y baja aleación, aceros perlíticos resistentes al calor, aceros inoxidables austeníticos y algunas aleaciones a base de níquel.
Nº 4. Grietas por frío
Las grietas en frío son un tipo común de grietas que se producen en la soldadura, que se producen cuando la temperatura se enfría a una temperatura más baja después de la soldadura. Las grietas en frío se producen principalmente en la zona afectada por el calor de soldadura del acero de baja aleación, acero de aleación media, acero de carbono medio y acero de alto carbono. En casos individuales, como al soldar aceros de ultraalta resistencia o ciertas aleaciones de titanio, las grietas en frío también aparecen en el metal de soldadura.
Según los diferentes tipos de acero y estructuras a soldar, también existen diferentes tipos de grietas en frío, que se pueden dividir a grandes rasgos en las siguientes tres categorías:
1. Grieta retardada
Es una forma común de grieta en frío, la característica principal es que no aparece inmediatamente después de la soldadura, sino que tiene un período de incubación general, y es una grieta con características retardadas generada bajo la acción combinada de la estructura endurecida, el hidrógeno y la tensión de restricción.
2. Temple de grietas
Este tipo de grieta básicamente no se produce de forma tardía, se detecta inmediatamente después de la soldadura, a veces ocurre en la soldadura y a veces ocurre en la zona afectada por el calor.
Principalmente se trata de una estructura endurecida, con grietas generadas bajo la acción de la tensión de soldadura.
3. Grietas por fragilización plástica baja
En el caso de algunos materiales con baja plasticidad, cuando se enfrían a baja temperatura, la deformación causada por la fuerza de contracción supera la reserva plástica del propio material o se producen grietas por fragilización del material. Como se produce a una temperatura más baja, también es otra forma de grieta en frío, pero no hay fenómeno de retardo.
No 4. Desgarro laminar
En el proceso de fabricación de grandes plataformas de producción de petróleo y recipientes a presión de paredes gruesas, a veces aparecen grietas escalonadas paralelas a la dirección de laminación, denominadas desgarros laminares.
Esto se debe principalmente a la existencia de inclusiones en capas (a lo largo de la dirección de laminado) en el interior de la placa de acero, y al esfuerzo perpendicular a la dirección de laminado generado durante la soldadura, lo que da como resultado una forma en capas "escalonadas" en la zona afectada por el calor más alejada del fuego. desgarrado.
Nº 5. Agrietamiento por corrosión bajo tensión
Algunas estructuras soldadas (como recipientes y tuberías) sufren grietas retardadas producidas por la acción combinada de medios corrosivos y tensión.
Los factores que afectan la formación de grietas por corrosión bajo tensión incluyen el material de la estructura, el tipo de medio corrosivo, la forma de la estructura, el proceso de fabricación y soldadura, el material de soldadura y el grado de alivio de la tensión. La corrosión bajo tensión ocurre durante el servicio.
