¿Qué es la porosidad en la soldadura?
La porosidad de soldadura es una discontinuidad metalúrgica que resulta en poros durante la solidificación de la soldadura debido a la liberación de gases disueltos en el metal de soldadura. Estos poros pueden ser individuales o un grupo de poros, y se denomina porosidad de soldadura. Observará estas porosidades en piezas soldadas como un solo poro, grupos de porosidades como un grupo local o dispersas sobre la soldadura.
Durante la soldadura. varios gases (dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y argón o helio) se desprenden de las reacciones químicas en el arco de soldadura y se transfieren al baño de soldadura. Como sabemos, la solubilidad de los gases aumenta con el aumento de la temperatura del material y viceversa.
Por lo tanto, durante la soldadura, los gases se disuelven en el metal de soldadura, pero a medida que el metal de soldadura se solidifica y se enfría, la solubilidad de estos gases disminuye rápidamente y tratan de escapar del metal de soldadura. A veces, si la solidificación y el enfriamiento del metal de soldadura son demasiado rápidos, el gas queda atrapado en forma de porosidad en el depósito de soldadura.
¿Cómo se produce la porosidad de la soldadura?
Durante la soldadura, la temperatura de la soldadura es alta. La solubilidad de los gases también aumenta con el aumento de la temperatura del material y viceversa. Entonces, durante la soldadura, los gases se disuelven en el metal de soldadura.
Si la cantidad de estos gases disueltos presentes en el baño de soldadura durante la solidificación es mayor que el límite de solubilidad de estos gases en estado sólido, darán como resultado la porosidad de la soldadura. El dióxido de carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno y el argón o el helio son ejemplos de gases que se disuelven en el metal de soldadura.
De estos gases, el hidrógeno es la principal fuente de porosidad de soldadura en la mayoría de los materiales, excepto en las aleaciones con base de níquel.
Defectos de soldadura- Tipos, sus causas y remedios.pdf
4 Tipos de Porosidad en Soldadura
La porosidad en la soldadura está asociada a los cambios metalúrgicos que tienen lugar durante la soldadura en el metal de aporte. Las variables de soldadura como el gas de protección, las condiciones y la limpieza de la superficie y la longitud del arco son los principales factores que afectan la ausencia de porosidad en la soldadura. En general, los siguientes son los 4 tipos principales de porosidad de soldadura:
- porosidad dispersa
- porosidad lineal
- porosidad uniforme
- Porosidad en racimo o localizada
Además, los tipos de porosidades de soldadura según AWS son:
- Porosidad Alineada o Lineal
- Porosidad en racimo o localizada
- porosidad dispersa
- porosidad de la tubería
- porosidad alargada
Porosidad Lineal en Soldadura
La porosidad de soldadura lineal o porosidad alineada es el tipo de porosidad de soldadura que se puede observar como múltiples poros en línea recta. La porosidad de soldadura lineal ocurre con mayor frecuencia en el paso de raíz de las soldaduras y, a menudo, se considera como un caso especial de penetración inadecuada de la junta.
Cualquier defecto que se alinee en una soldadura es malo y cuando ocurre en la raíz de la soldadura, es peor. Esto se debe a que los poros alineados pueden conectarse entre sí muy rápidamente por grietas cortas y convertirse en una gran falla desastrosa cuando el componente soldado se somete a grandes esfuerzos durante el servicio.
La porosidad lineal puede ser poros alargados o una matriz de porosidad redonda. Pueden aparecer en la raíz de soldadura o en la superficie de soldadura o entre los cordones de soldadura.
Causas de la Porosidad Lineal o Alineada
La porosidad lineal o alineada es causada por la liberación de gas de cualquier contaminación como humedad, grasa, pintura u óxido en el área donde se produce la porosidad.
Prevención de porosidad lineal/alineada
- Limpie el área de soldadura antes de comenzar a soldar.
- Aplique precalentamiento para secar cualquier humedad u otra contaminación.
- No suelde sobre superficies pintadas o recubiertas.
Porosidad Dispersa Uniforme
La porosidad dispersa se refiere a los poros de soldadura que se distribuyen a lo largo de una longitud de soldadura en lugar de concentrarse en un área pequeña. En una soldadura de varias pasadas, pueden estar presentes en todas las pasadas.
Causas de la porosidad de soldadura dispersa
La porosidad dispersa está relacionada con las operaciones de soldadura, las condiciones de soldadura y los consumibles defectuosos. Las principales causas de la porosidad de soldadura dispersa son:
- Técnica de soldadura incorrecta, por ejemplo, usar una longitud de arco alta que deshabilita una manta protectora de gas efectiva en el baño de soldadura.
- Realización de soldadura en condiciones de viento.
- Contaminación en el gas de protección (p. ej., alta humedad presente en el gas) o uso de un gas de protección incorrecto (p. ej., uso de nitrógeno como gas de protección para soldar acero al carbono o material de acero de baja aleación).
- Superficie de soldadura contaminada (por ejemplo, humedad, óxido, pintura, grasa o área de soldadura recubierta).
- Material defectuoso (por ejemplo, gran cantidad de plomo u otros elementos de bajo punto de fusión en el metal base).
Prevención de la porosidad de soldadura dispersa
- Asegure la técnica de soldadura correcta. Nunca use una longitud de arco alta ni suelde en condiciones de mucho viento.
- Limpie la superficie de soldadura antes del inicio de la soldadura.
- Verifique el metal base correcto antes de soldar.
- Asegúrese de que se suministre gas de protección de soldadura según la especificación de gas AWS A5.32.
Porosidad de racimo en soldadura
La porosidad de soldadura en racimo significa poros de soldadura que se concentran en un área local pequeña. La porosidad en racimos suele ser el peor tipo de porosidad en la que los poros aparecen con frecuencia en racimos separados por longitudes considerables de soldaduras libres de porosidad.
Dichos grupos a menudo se asocian con cambios en las condiciones de soldadura, por ejemplo, cambios en la configuración del arco cuando el soldador comienza o deja de soldar. En la soldadura MIG/MAG o TIG, la perturbación del suministro de gas de protección provocará una porosidad de soldadura similar a la porosidad de racimo siempre que no haya gas de protección.
Causas de la porosidad de la soldadura en racimo
La porosidad de racimo en la soldadura se produce durante el inicio y la parada de la soldadura, por lo que está relacionada con prácticas de soldadura deficientes para el inicio y la parada de la soldadura. El bloqueo del suministro de gas de protección o el revestimiento defectuoso de la varilla de soldadura revestida también causarán porosidad en el racimo dentro del período de duración afectado.
Prevención de la porosidad de soldadura de racimo
La porosidad de los racimos se controla mediante el uso de buenas prácticas. Se pondrá más énfasis en la formación de soldadores para tener una buena iniciación y terminación de la soldadura. Asegúrese de que el revestimiento de la varilla de soldadura revestida esté intacto y en buenas condiciones. En soldadura TIG y MIG, compruebe que no haya suministro ininterrumpido de gas de protección sin ningún bloqueo o daño.
Porosidad de la tubería de soldadura
En algunos casos más raros durante la soldadura, se presentan cavidades de gas alargadas o tubulares. Estos se conocen como porosidad de tuberías o agujeros de gusano, como se muestra en la imagen a continuación. La porosidad de la tubería significa el tipo de porosidad de soldadura que tiene una longitud mayor que su ancho. La orientación de la porosidad de la tubería es perpendicular a la soldadura.
En el caso de una soldadura de filete, dicha porosidad se extiende desde la raíz de la soldadura hasta el lado frontal. Si se ven 1 o 2 poros de tubería en la superficie, existe una alta posibilidad de que haya muchas porosidades de tubería debajo de la superficie de soldadura.
Causas y prevención de la porosidad de las tuberías
La causa principal de la porosidad de la tubería o el agujero de gusano en la soldadura es la rápida solidificación de la soldadura. Este es un problema común cuando se sueldan procesos de alta energía de arco como SAW y electroslag. Para evitar la porosidad de las tuberías, se requiere el control de la tasa de solidificación, ya sea controlando la relación entre la profundidad y el ancho o utilizando técnicas alternativas.
¿Cuáles son las causas comunes de la porosidad en la soldadura?
Las causas más comunes de la porosidad de la soldadura son:
- Alambres de relleno incorrectos o varillas de soldadura con elementos desoxidantes insuficientes (manganeso y silicio).
- Metal base con un alto contenido de impurezas (p. ej., alto contenido de azufre) o una gran cantidad de elementos de bajo punto de fusión, como el plomo.
- Superficie de soldadura contaminada como aceite, grasa, pintura o superficie de soldadura recubierta.
- La gran cantidad de humedad en el fundente de soldadura o en el recubrimiento de electrodos.
- Gases de protección o purga contaminados, así como suministro inadecuado de gases de protección durante la soldadura.
- Una longitud de arco demasiado alta da como resultado un manto de protección de gas inadecuado en el baño de soldadura.
- La alta velocidad de soldadura puede perturbar la capa protectora de gas.
- Soldadura al aire libre en condiciones de mucho viento.
- Congelación rápida del depósito de soldadura.
- velocidad de soldadura excesiva debido a la cual la envoltura de gas alrededor del baño de soldadura se vuelve ineficaz.
- soldadura sobre puntos de soldadura realizados con electrodos ligeramente revestidos.
- altas corrientes de soldadura; porque la alta corriente de soldadura quemará los elementos desoxidantes en la varilla de soldadura revestida y no quedan suficientes desoxidantes para combinar con el metal de soldadura antes de que comience a enfriarse, lo que causa la porosidad.
Prevención y remedios de la porosidad en la soldadura
El encharcamiento del metal de soldadura y el uso de precalentamiento o una corriente más alta dan suficiente tiempo para que los gases disueltos escapen del metal de soldadura. Si los electrodos o fundentes están húmedos, deben volver a secarse en hornos calientes de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del consumible.
- Vuelva a secar las varillas de soldadura antes de usarlas y nunca use varillas humedecidas para soldar.
- Limpie previamente la superficie antes de soldar y elimine cualquier contaminación.
- Evite soldar en situaciones de mucho viento, si es necesario, use un recinto alrededor del área de soldadura.
- Revise regularmente las mangueras de gas, los difusores, los revestimientos y otras partes de la máquina de soldar que ayudan en el suministro de gas de protección para detectar cualquier bloqueo.
- Solo compre gases de protección de proveedores de gas de renombre.
- Use una entrada de calor baja con una corriente más baja para evitar que los desoxidantes del metal de soldadura se quemen.
- Hornee el fundente de soldadura antes de usarlo.
- Guarde siempre los consumibles de soldadura en buenas condiciones de almacenamiento en un almacén con control de humedad.
Stick Welding o SMAW Porosidad
La porosidad de soldadura en la soldadura con electrodo revestido o soldadura SMAW depende de:
- Técnicas de soldadura (p. ej., usar un buen método de arranque y parada), manteniendo una longitud de arco corta.
- Recubrimiento del electrodo dañado: un recubrimiento dañado no proporcionará suficiente protección contra el gas y provocará porosidad en la soldadura.
- Soldadura en superficies contaminadas como áreas oxidadas, aceitosas, grasosas o pintadas.
- Soldadura en superficie de soldadura con humedad.
- Varilla o electrodo de soldadura sin hornear con mucha humedad, como varillas humedecidas.
- En la soldadura con electrodo revestido o SMAW de acero inoxidable, pueden producirse poros simples o porosidad dispersa debido a la humedad presente en la varilla.
Porosidad de soldadura en soldadura TIG y MIG
La porosidad de soldadura en soldadura TIG y MIG generalmente se asocia con gases de protección de mala calidad donde el gas de protección está contaminado (presencia de nitrógeno en el argón cuando se suelda material de acero al carbono) o tiene un alto contenido de humedad.
Otras causas son alambre de soldar contaminado (presencia de grasa, aceite o humedad en la superficie del alambre) o soldadura sobre material contaminado. Una de las razones notables es que la boquilla, el difusor de gas o el revestimiento defectuosos también pueden bloquear el suministro de gas de protección desde la antorcha de soldadura hasta el charco de soldadura.
¿Qué es un poro o Blow Hole?
Durante la soldadura, a veces el gas atrapado da lugar a una sola cavidad grande, que se denomina orificio de ventilación. Un solo poro puede estar abierto a la superficie o presentar un defecto debajo de la superficie.
Relación entre los gases de protección y la porosidad de la soldadura
Los gases de protección de soldadura tienen diferentes características con diferentes gases de protección. Por ejemplo, el nitrógeno es bueno para las soldaduras de acero inoxidable austenítico y, si se usa para proteger o purgar, no habrá ningún problema. Pero si se usa para acero al carbono o aceros de baja aleación, el nitrógeno causará porosidad en la soldadura.
Del mismo modo, el hidrógeno es el principal gas responsable de la porosidad en la soldadura de aluminio. Normalmente, el hidrógeno provoca la porosidad de la soldadura en la mayoría de los materiales, como el acero al carbono, el acero inoxidable, el aluminio y las aleaciones de cobre, con la excepción de las aleaciones a base de níquel que son inmunes a la porosidad del hidrógeno.
El nitrógeno, si está presente en la soldadura de acero al carbono, aceros de baja aleación, aleaciones a base de níquel y aleaciones de cobre, causará porosidad en la soldadura.
