Recuperacion de piezas por soldadura

“Recuperación por Soldadura de Piezas de Hierros Fundidos”

por Dr. C. Osmundo Héctor Rodríguez Pérez Jefe Grupo Científico Investigaciones Mecánicas UNIVERSIDAD DE HOLGUÍN “OSCAR LUCERO MOYA” E-MAIL: hector@cadcam.uho.edu.cu

Los hierros fundidos son aleaciones de Hierro (Fe) y Carbono (C). Aunque el contenido de Carbono puede teóricamente variar entre 2,0 y 6,7%, es común encontrar hierrosfundidos con 2,6 a 3,7% de Carbono. Otros elementos químicos típicamente presentes en los hierros fundidos son: Manganeso (Mn), Silicio (Si), Fósforo (P) y Azufre (S). Los hierros fundidos varían principalmente de acuerdo con la forma en que se encuentra el Carbono en su estructura, por lo que se catalogan como: hierros fundidos grises, de alta resistencia (nodular), blancos, maleables, y congrafito compactado. Los hierros fundidos también pueden estar aleados con Cromo, Níquel, y otros elementos químicos para conseguir características específicas tales como resistencia al calor o a la corrosión. [1] La recuperación por soldadura de piezas de hierro fundido es muy deseable, considerando que estas fundiciones son de uso común en la práctica industrial. Este objetivo, sin embargo, no esfácil de lograr. La facilidad de soldar hierros fundidos depende de sus propiedades físicas, y existe toda una gama de hierros fundidos. Su “insoldabilidad” se puede deber a factores como (1) la baja plasticidad que tienen los hierros fundidos, (2) la formación de cementita, (3) la contaminación de las piezas por contacto prolongado con grasas, aceites o agua de mar, (4) quemado, formación ycrecimiento de poros, (5) y otros. A diferencia de los aceros, los hierros fundidos poseen mayor contenido de Carbono y en su estructura puede aparecer Ledeburita, Perlita, Ferrita y grafito. A mayor contenido de Si, Mn, P y S, menor el punto de fusión (1 150 °C), lo que provoca una mayor fluidez y poca capacidad a la deformación. PROBLEMAS EN LA SOLDADURA DE LOS HIERROS FUNDIDOS. Al soldar hierrosfundidos surgen dos problemas fundamentales: Primero: aparecen grietas debido a la casi nula plasticidad del material, y la relación entre sus propiedades fisico-químicas y sus propiedades mecánicas. La presencia del grafito en forma laminar constituye un factor que favorece el desarrollo del agrietamiento. Segundo: se dificulta grandemente la maquinabilidad de los hierros fundidos que han sido soldados,operación necesaria en la reparación de algunas piezas de estos materiales [2]. La dificultad al maquinado se debe a la formación de Cementita Fe3C (fundición blanca), tanto en la zona fundida como en la zona de influencia térmica. Esta formación se produce al quemarse el Silicio durante el proceso de soldadura y también debido a la rápida velocidad de enfriamiento del área afectada, un fenómenoconocido como “grafitización”. Otros problemas secundarios en la soldabilidad de los hierros fundidos son: (a) se forman poros en la zona fundida. Por el alto contenido de Carbono en estos materiales, durante su fundición se forman óxidos de Carbono (CO, CO2) que, por el rápido enfriamiento, no tienen tiempo de escapar del baño fundido, ocasionando la porosidad. (b) Se dificulta la adherencia dela soldadura debido a la presencia de una película refractaria de óxidos de Silicio y Manganeso producidos durante el proceso de soldadura. Esta película posee un alto punto de fusión con respecto al metal base. (c) Se dificulta soldar estos materiales en ciertas posiciones, debido a la alta fluidez de los hierros fundidos durante su fabricación.
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CONDICIONES DE LAS PIEZAS DE HIERRO FUNDIDOPREVIO A LA REPARACIÓN. En algunas ocasiones el proceso de recuperación mediante soldadura se dificulta por problemas del mismo material base. (a) El hierro fundido presenta el fenómeno de crecimiento cuando la pieza trabaja durante largos períodos de tiempo por encima de los 400°C o sufre calentamientos reiterados por encima de esta temperatura y muy especialmente por sobre 800 °C. Esta...