1

CENTRO TECNOLOGICO DE SOLDADURAS EXSA

2

CAMPO DE ACCICAMPO DE ACCIÓÓN DEL ACERO INOXIDABLE N DEL ACERO INOXIDABLE

1OTROS

1CONSTRUCCIÓN

1TEXTIL

1PANADERÍA

2ENERGÍA

4QUÍMICA

5COMERCIAL / SERVICIOS

5REFRIGERACIÓN

7AGROINDUSTRIA

12MINERÍA

15PESQUERÍA

17VAJILLAS Y CUBIERTOS

29INDUSTRIAL

PARTICIPACIPARTICIPACIÓÓNN%%

SECTORSECTOR

EL ACERO INOXIDABLE TIENE LA TENDENCIA MAS ALTA DE CRECIMIENTO EEL ACERO INOXIDABLE TIENE LA TENDENCIA MAS ALTA DE CRECIMIENTO EN N CONSUMO EN LOS ULTIMOS 30 ACONSUMO EN LOS ULTIMOS 30 AÑÑOS RESPECTO A TODOS LOS METALESOS RESPECTO A TODOS LOS METALES

3

ACEROS INOXIDABLESACEROS INOXIDABLES

IntroducciIntroduccióón:n:Aparecen entre los años 1912 y 1914Excelente combinación de propiedades

Resistencia a la corrosiónResistencia a temperaturas altas y criogénicasFacilidad de fabricaciónBuenas características mecánicas (impacto, tracción,

etc.)Resistencia a la corrosión:

Película pasivante (Cr2O3)10 a 50 Ámgstron, es decir 1 a 5 x 10-7 mm.

ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE

CAPACAPAPASIVANTEPASIVANTE

4

ClasificaciClasificacióón:n:

De acuerdo a su estructura cristalográfica, los

mas utilizados son:

Austeníticos

Ferríticos

Martensíticos

Duplex

Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrMARTENSÍTICOS

Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrFERRITICOS

Cr Cr Cr Cr Cr

Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrAUSTENITICOS

Cr Cr Cr Cr Cr Cr

Ni Ni Ni Ni Ni Ni Ni Ni

Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr Cr CrAUSTENO - FERRITICOS

Cr Cr Cr Cr Cr Cr

Ni Ni Ni Ni Ni

Cr Cr Cr Cr Cr

5

EFECTO DEL CROMO EN LA RESISTENCIA A LA CORROSION

40

35

30

25

20

15

10

5

0

45

3228240 4 8 12 2016

PE

RC

EN

T LO

SS

IN W

EIG

HT

PERCENT CHROMIUM

CHROME-IRON

STAINLESS STEELS

CHROMIUM STEELS

STEELS

ACERO % C % Cr %Ni Magnetismo Estructura Propiedades

AUSTENITICO 0.03-0.2 17-27 6 -20 NO Austenítica

Dúctiles,tenaces,buena resistencia a la corrosión y

buena soldabilidad. Los más utilizados

FERRITICO 0.1-0.3 15-30 -- SI Ferrítica

Baja resistencia mecánica. Presentan fragilidad en la zona afectada térmicamente. Buena resistencia a la corrosión sobre

todo los de alto contenido en cromo

AUSTENO - FERRITICO 0.05-0.08 18-29 3 - 8 SI Duplex

Excelente resistencia ala corrosión. Buenas propiedades

mecánicas y soldabilidad

MARTENSITICO 0.1-1.2 13-18 -- SI Martensítica

Resistentes y duras. Peor resistencia a la corrosión. Mala

soldabilidad y tenacidad

ComposiciComposicióón y Propiedades de los n y Propiedades de los Aceros InoxidablesAceros Inoxidables

6

Aceros Inoxidables Austeníticos

Son NO magnéticos

No son endurecibles por tratamiento térmico

Excelente soldabilidad

Elevada resistencia a la corrosión

AISI C Mn (max) Si (max) Cr Ni P (max) S (max) Otros201 0.15max 5.5-7.5 1.00 16-18 3.5-5.5 0.06 0.03202 0.15max 7.5-10 1.00 17-19 4.0-6.0 0.06 0.03 N-0.25max301 0.15max 2.00 1.00 16-18 6.0-8.0 0.045 0.03302 0.15max 2.00 1.00 17-19 8.0-10.0 0.045 0.03

302B 0.15max 1.50 2.0-3.0 17-19 8.0-10.0 0.045 0.03303 0.15max 2.00 1.00 17-19 8.0-10.0 0.20max 0.15min Zr ó Mo-0.60max

303Se 0.15max 2.00max 1.00 17-19 8.0-10.0 0.20 0.06Mo-0.75max

Cu-0.50max Se-0.15min

304 0.08max 2.00 1.00 18-20 8.0-12.0 0.04 0.03304L 0.03max 1.50 2.00 18-20 8.0-12.0 0.04 0.04305 0.12max 2.00 1.00 17-19 10.0-13.0 0.045 0.03308 0.08max 2.00 1.00 19-21 10.0-12.0 0.045 0.03309 0.2max 2.00 1.00 22-24 12.0-15.0 0.045 0.03

309S 0.08max 2.00 1.00 22-24 12.0-15.0 0.04 0.03310 0.25max 2.00 1.50 24-26 19.0-22.0 0.045 0.03

310S 0.08max 2.00 1.50 24-26 19.0-22.0 0.045 0.03314 0.25max 2.00 1.5-3.0 23-26 19.0-22.0 0.045 0.03316 0.08max 2.00 1.00 16-18 10.0-14.0 0.045 0.03 Mo-2.00-3.00

316L 0.03max 2.00 1.00 16-18 10.0-14.0 0.045 0.03 Mo-2.00-3.00317 0.08max 2.00 1.00 18-20 11.0-15.0 0.045 0.03 Mo-3.0-4.0321 0.08max 2.00 1.50 17-21 9.0-12.0 0.045 0.03 Ti-5x%Cmin347 0.08max 2.50 1.50 17-19 9.0-13.0 0.03 0.03 Cb-Ta-10x%Cmin

ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOSACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS

7

Aceros Inoxidables Aceros Inoxidables FerrFerrííticosticos

Son magnéticos

No son endurecibles por tratamiento térmico

Resistencia al ataque corrosivo a altas

temperaturas

8

AISI SAE C Mn (max) Cr P (max) Otros

405 - 0.08 1 17 - 19 - Si-0.70-1.5 Al-0.70-1.2

430 51430 0.12 1 14 - 18 0.04 Si-1.00max S-0.03

430F 51430F 0.12 1.25 14 - 18 0.06Si-1.00max

P,S,Se-0.07max Mo o Zr-0.60

442 51442 0.2 2 18 - 23 0.045 Si-1.00max S-0.03max

446 51446 0.2 1.5 23 - 27 0.04 Si-1.00max N-0.25max

ACEROS INOXIDABLES FERRITICOSACEROS INOXIDABLES FERRITICOS

Aceros Inoxidables Martensíticos

Son magnéticos

Endurecibles por tratamiento térmico

Baja soldabilidad

Moderada resistencia a la corrosión

Elevada resistencia y dureza

9

AISI SAE C Mn (MAX.) Si (MAX) Cr Ni P (MAX.) S Otros403 0.015 max 1 0.5 11.5-13 0.04 0.03410 51410 0.15 max 1 1 11.5-13.5 0.04 0.03414 51414 0.15 max 1 1 11.5-13.5 1.25-2.5 0.04 0.03

416 0.15 max 1.25 1 12-14 0.06 0.15min

416Se 0.15 max 1.25 1 12-14 0.06 0.06418 0.15 max 2 1 12-14 0.045 0.03420 51420 0.15(o mas) 1 1 12-14 0.04 0.03

420F 51420F 0.30-0.40 2 1 12-14 0.2 0.15min

422 0.22 0.65 0.36 12 0.7Mo-1.00 W-1.00 V-0.25

422M 0.28 0.84 0.25 12 0.2Mo-2.25 W-1.70 V-0.50

431 51431 0.20 max 1 1 15-17 1.25-2.5 0.04 0.03436 0.15 13 2 W-3.00

440A 51440A 0.6-0.75 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75max440B 51440B 0.75-0.95 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75400C 51440C 0.95-1.20 1 1 16-18 0.04 0.03 Mo-0.75440F 51440F 0.95-1.20 1.25 1 16-18 0.06 max 0.15min Mo-Zr-0.75max501 51501 0.10(o mas) 1 1 4-6 0.04 0.03 Mo-0.40-0.65502 0.10 max 1 1 4-6 0.04 0.03 Mo-0.40-0.65

Mo-0.60max Se-0.15min Zr-0.60max

ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS

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Aceros Inoxidables AustenAceros Inoxidables AustenííticosticosConstituyen el máximo tonelaje de acero

inoxidable de uso industrialSon NO magnéticosNo son endurecibles por tratamiento térmico

(debido a su estructura austenítica predominante)Excelente soldabilidadPorcentajes bajos de carbono (0.03 – 0.15%)Porcentaje de Cromo / Níquel altos (Cr>12%

Ni>6%)Alta elasticidad (30% - 40% de elongación)Elevada resistencia a la corrosión

SOLDABILIDAD DE LOS INOX. AUSTENITICOSSOLDABILIDAD DE LOS INOX. AUSTENITICOSPara realizar el soldeo se debe tener en cuenta:

Propiedades FísicasConductividad Térmica (40% inferior al acero al

carbono)Coeficiente de Dilatación (50% más elevado que el

acero al carbono)Punto de Fusión (mas bajo que el acero al

carbono)Resistencia eléctrica (8 a 9 veces mayor que el

acero al carbono)Agrietamiento en caliente de las soldaduras

austeníticasPrecipitación de carburos

11

1

6

4

7

3

8

5

9

2

1

2

3

4

5

METODO DE PUNTEADOMETODO DE PUNTEADO

Distribución correcta de los puntos

Distribución IncorrectaLa chapa se cierraLa chapa se cierra

ESPESOR CHAPA (mm) 1 - 1.5 2 - 3 4 - 6 Mayor de 6

Espaciado entre puntos de soldadura (mm) 30 - 60 70 - 100 120 - 160 150 - 200

¡El problema es aplicar demasiado calor en el soldeo del Acero Inoxidable Austenítico!

Debemos tomar las precauciones siguientes:Debemos tomar las precauciones siguientes:

•Seleccionar el método adecuado de soldadura

••Distribuir el calor de forma adecuadaDistribuir el calor de forma adecuada

••Procurar que el nivel de embridamiento sea lo mas Procurar que el nivel de embridamiento sea lo mas

bajo posiblebajo posible

••Usar electrodos lo mUsar electrodos lo máás delgados posibless delgados posibles

12

PRECIPITACIPRECIPITACIÓÓN DE COMPUESTOS DE ELEMENTOS N DE COMPUESTOS DE ELEMENTOS INTERSTICIALESINTERSTICIALES

Cr, Ni y Nb se combinan con elementos intersticiales C y

N (500-800°C)

Consecuencias

Disminución de la resistencia a la corrosión

Aparición de corrosión intergranular

Disminución de ductilidad y tenacidad

Niveles de Temperatura que Alcanza el Metal

Distancia desde el centro de la soldadura, mm

10 20 30 40 50 60 70 800

15

10

5

0

5

10

15

Distancia desde el centro del arco, mm

Baño de sold.

1370°C

1100°C 800°C

550°C

Temperatura °C

Distancia desde el centro de la sold. mm

80 60 40 20 0 20 40 60 80

200

400

600

800

13

Formación de Carburos de Cromo

Soluciones:Soluciones:

Usar aceros inox y materiales de aporte de Bajo Carbono

Usar bajos amperajes y enfriamientos rapidos (paños humedos)

Soldar con arcos cortos sin oscilación (si oscila no mayor a 21/2 el

diametro del electrodo).

Emplear soldaduras con alto contenido de Cromo

Empleo de aceros Inoxidables estabilizados (Nb o Ti)

Usar soldadura que contenga Mo

Evitar las Temperaturas críticas de precipitación(entre430 y 870ºC)

Siempre es necesario decapar y pasivar los cordones de soldadura

14

¿COMO CONTAMINAMOS EL INOXIDABLE?

•• ContactoContacto ííntimontimo: Mesas de : Mesas de trabajotrabajo de de AceroAcero al Cal C

•• ManipulaciManipulacióónn:: CadenasCadenas y y grapasgrapas metmetáálicaslicas

•• HerramientasHerramientas:: MartillosMartillos, , marcadoresmarcadores y y abrasivosabrasivos

•• HerramientasHerramientas de de soldadurasoldadura: : CepilosCepilos, tips, , tips,

toberastoberas de de antorchasantorchas, , picotaspicotas de de aceroacero al C.al C.

““SiempreSiempre separarseparar el el inoxidableinoxidable del del aceroacero al Cal C””

FORMACIFORMACIÓÓN DE FASES INTERMETALICASN DE FASES INTERMETALICAS

Formación de la fase Sigma (σ ) entre 550-900°C

Fase σes un compuesto duro y frágil (Fe-Cr)

La fase Sigma aparece desde 16% de ferrita

15

CONTENIDO DE FERRITA EN LA CONTENIDO DE FERRITA EN LA SOLDADURASOLDADURA

Combate el agrietamiento en caliente

Incrementa características mecánicas

Disminuye resistencia a la corrosión con ácidos

oxidantes calientes

Permite formar la Fase σ

Idoneo 5 –10 %

AGRIETAMIENTO EN CALIENTE DE AGRIETAMIENTO EN CALIENTE DE SOLDADURAS AUSTENITICASSOLDADURAS AUSTENITICAS

Acumulación de impurezas por segregaciones en

metal de aporte

Se forman grietas debido a tensiones ó

contracciones de la soldadura

16

Soluciones:

Reducir tensiones mecánicas

Eliminar las impurezas (S y P)

Disminuir las segregaciones – aumentando la

cantidad de Ferrita

DIAGRAMA DE SCHAEFFLER

F + M

403632282420161280

4

8

12

16

20

24

28

100%

80%

40%20%

10%5%0%

FERRITA

AUSTENITA

A + M

MARTENSITA

M + F

A + F

A+M+F

Cr Equivalente=%Cr+%Mo+1.5%Si+0.5%Nb

Ni Equivalente=%Ni+30%C+0.5%Mn

17

PROCESO COEFICIENTE DE DILUCIÓNSMAW 20 - 30 %SAW 25 - 50 %

MIG corto 15 - 30 %MIG spray 25 - 50 %

TIG 20 - 40 %TIG sin aporte 100 %

EJEMPLO.- SOLDAR UN AISI 410 CON ELECTRODO AUSTENÍTICO

F + M

403632282420161280

4

8

12

16

20

24

28

100%

80%

40%20%

10%5%0%

FERRITA

AUSTENITA

A + M

MARTENSITA

A + F

A+M+FAISI 410

E-310

E-309

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA A LA CORROSION

• Naturaleza del ambiente corrosivo

• Parámetros de fabricación y soldadura

• Condición de la superficie

• Composión química del Acero Inoxidable

• Condición Metalúrgica

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CORROSIÓN EN LOS ACEROS INOXIDABLES

•• CorrosiCorrosióónn porpor picadurapicadura

•• CorrosiCorrosióónn porpor resquiciosresquicios

•• CorrosiCorrosióónn IntergranularIntergranular

•• Corrosion Corrosion bajobajo tensitensióónn

•• ContaminaciContaminacióónn con con fierrofierro

•• CorrosiCorrosióónn galvgalváánicanica

CORROSION POR PICADURA

19

CORROSION POR RESQUICIOS

PRECIPITACION DE CARBUROS EN INOXIDABLES AUSTENITICOS

•• ZonaZona afectadaafectada porpor el el calorcalor

•• DisminuciDisminucióónn del del CromoCromo

•• SensibilizaciSensibilizacióónn

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CORROSION INTERGRANULAR EN LA ZAC EN UN TUBO

Sección de un tubode diam. 4 pulgadastipo AISI 304.

Tubo de una línea de ácido nítrico diluídocaliente.

Sección de mostrando la corrosión en ambos lados de la soldadura.

APLICACIONES DEL INOX AW

• En Hospitales

• Materiales para cocina y alimentación.

• Industria del Transporte

• Ordinary Atmosphere

• Tratamiento de aguas servidas

• Tanques de almacén de gases criogénicos

• Industria de alimentos (excepto con ácidos a alta temperatura y cloruros)

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Aplicaciones del Inox BW ELC

• Fabricación de urea

• Industria Textilera

• Hospitales

• Usos Cryogenicos

• Ind. de Papel & Pulpa

• Fabricación de cerveza y vino.

• Ind. farmacéutica

• Procesamiento de alimentos

• Ind. Petro química.

APLICACIONES DEL INOX 309

• Unión de metales disímiles : acero al

carbono y aceros de baja aleación.

• Plaqueado de aceros al carbono y de bajaaleación.

• Para unión de los aceros de la serie 400 cuando no se requiere compatibilidad en composición y resistencia.

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Electrodo de Estructura Austeno-Ferrítica

ClasificaciónAWS

E 312- 16INOX 29/9

Metal depositado de alta resistencia a la rotura especial para soldar aceros de dificilsoldabilidad y aceros disímiles.

Depósitos resistentes al impacto, calor, corrosión y a la fricción metálica.

Depósitos maquinables.

Es base de recubrimientos protectores.

EXSA S.A. EXSA S.A. –– DIVISION SOLDADURASDIVISION SOLDADURAS

Electrodo de Estructura Austeno-Ferrítica

ClasificaciónAWS

E 312-16EXSA 106

Metal depositado resistente a la fisuración, corrosión, impacto, calor, fricción metal-metal, es muy dúctil y tenaz.

Para la soldadura de unión y recargue en aceros de mediano y alto carbono, de baja aleación, aceros herramienta, bonificados, al Mn, aceros rápidos, aceros de cementación y aceros fundidos.

EXSA S.A. EXSA S.A. –– DIVISION SOLDADURASDIVISION SOLDADURAS

23

¿Qué norma debo revisar al trabajar con acerosinoxidables?

ANSI/AWS A5.4An American National Standard

Specification forStainless SteelElectrodes forShielded MetalArc Welding

American Welding SocietyAWS

American Welding SocietyAWS

APLICACIÓN ELECTRODO APROPIADO

Soldar una pieza de Acero Inoxidable con otra de Acero al Carbono INOX 29/9 – EXSA 106INOX CW – INOX 309L

Soldar piezas de Acero al Manganeso INOX AWCITORIEL 801

Soldar acero de Herramientas, Aceros de mediano y alto contenidode carbono

INOX 29/9EXSA 106

Soldar Fierro Fundido con Acero Inoxidable CITOFONTEEXSANIQUEL Fe

Soldar aceros de aleación desconocida INOX 29/9 – EXSA 106INOX CW

Soldar cualquier acero inoxidable, excepto los aceros de bajo contenido de carbono

INOX CW

Aceros en general INOX 29/9EXSA 106

Cojín para revestimientos duros ANOX AWINOX 309L

Piezas sometidas a Temperaturas elevadas INOX CWINOX 309L

Soldar Aceros al Cromo-Mo CROMOCORD 502

Soldar aceros de bajo Carbono con aceros de baja aleación INOX 309L

Soldar aceros de Alta Resistencia con Aceros al Manganeso INOX AW

Cojín para recubrimientos muy duro en aceros para herramientas de corte

INOX 29/9EXSA 106

Como recubrimiento protector en aceros de mediano carbono (soldadura de ejes)

INOX BW ELC

APLICACIONES ELECTRODOS EXSAAPLICACIONES ELECTRODOS EXSA

24

EXSA AGRADECE SU EXSA AGRADECE SU GENTIL ASISTENCIAGENTIL ASISTENCIA