10. fisuración

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FISURACIÓN POR HIDROGENO



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Fisuración por Hidrogeno

Dentro de las fallas más comunes que sepresentan en la soldadura, está la

fisuración en frío, o fisuración asistida porhidrógeno, la cual se produce por el

excesivo contenido hidrogeno disuelto enel área de la soldadura.



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Se manifiesta por la aparición de fisuras

inmediatamente o transcurridos minutos, y en

algunos casos, hasta horas o días después de

completada la soldadura.

Estas fisuras pueden presentarse en el cordón de

soldadura o en la ZAT del material base.



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Factores que contribuyen a laFisuración por Hidrogeno

Hidrogeno en el metal de soldadura o enla zona afectada térmicamente delmaterial base.

Una microestructura susceptible(Típicamente martensíta).

Tensiones residuales



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Al combinarse los átomos de hidrogeno atrapado enel metal, forman hidrogeno molecular H2, en el caso

de metales con oxígeno atrapado, también se puede

formar vapor de agua.

Las moléculas de vapor de agua o las moléculas de

H2, son demasiado grandes para salir hasta lasuperficie y ejercen presiones muy altas que inician

una fisura en la zona donde se encuentran

atrapadas.



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Aceros de alta resistencia, secciones gruesas y piezasfuertemente restringidas son más susceptibles a este

tipo de fisuración.

Con estos materiales se recomienda utilizar un

proceso y consumible de bajo hidrógeno y un correcto

precalentamiento, temperatura entre pasadas y

postcalentamiento.



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Cantidad de H en el metaldepositado en función de la

concentración de H en la atmósfera

Solubilidad del H en Fea distintas temperaturas



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Métodos para minimizar lafisuración por hidrogeno

El uso del metal de aporte correcto.

Almacenar siempre los electrodos recubiertos enun horno, una vez el envoltorio de los electrodos

ha sido abierto.

Limpiar los contaminantes de las superficiesinmediatamente antes de soldar, por ejemplo

aceite, óxido o pintura, es una fuente dehidrógeno.

Enfriamiento lento (precalentamiento y post-calentamiento).



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Las fisuras inducidas por hidrogeno, se

inician luego de finalizada la soldadura

con retardos de hasta dos semanas.



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Fisuración por Hidrogeno “Estas fisuras pueden no ser detectadas fácilmente, pueden

estar en la ZAC, y estar bajo la superficie.

Esto significa que pueden no ser detectables por ensayos detintas penetrantes o partículas magnéticas.

Dependiendo de su orientación pueden no ser visibles porradiografía y pueden escapar a la detección porUS, aunque esta es quizá la mejor técnica para detectar

fisuras de este tipo.

Si estas fisuras no se detectan es altamente probable quefallen en servicio, de ahí la necesidad de prevenir evitandosu formación”



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HIC en la ZAC en un acero al C-Mn



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Fisuración por HidrogenoLa Fisuración por Hidrógeno se produce luego de finalizadala soldadura y a temperatura ambiente, entre -100ºC y+200ºC.

- No ocurre a menos de -100ºC por que la difusión es

insuficiente para que los átomos de Hidrógeno difundandentro del material y se recombinen a Hidrógenomolecular.

- No ocurre a más de 200ºC por que a temperaturassuperiores a 200ºC todo el hidrogeno se encuentra enestado atómico sin posibilidades de formar moléculas H2 yla difusión es suficientemente elevada para una masivamigración de átomos a través de la superficie hacia laatmósfera.



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En el caso que se desee deshidrogenar un

material que se sospecha pueda tener

hidrógeno atómico antes de su reparación porSoldadura se utilizan temperaturas del orden de

200ºC - 250ºC, no mayores.



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Fisuración por HidrogenoDESHIDROGENADO

El calentamiento que se realiza antes de la Soldaduracon el objetivo de remover el hidrógeno que puedahaber en el material, se llama deshidrogenado.

Los equipos que han estado en presencia desustancias que generan Hidrógeno atómico sonsusceptibles de fisurarse durante su reparación porSoldadura.

La causa es la presencia de Hidrogeno atómico en elmaterial base, y es imperativo eliminarlo antes desoldar.



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FISURACIÓN EN CALIENTE



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FISURACION EN CALIENTE

La fisuración en caliente o de solidificación está causadapor impurezas de bajo punto de fusión en la soldadura, las

cuales permanecen líquidas cuando el metal restante se

está solidificando y, por lo tanto, contrayendo.

Se produce por:

- Alta densidad de corriente.

- Mala distribución de calor y tensiones.

- Dilución.- Impurezas (azufre, níquel, carbono).

- Alta velocidad soldeo y arco largo.



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Las grietas aparecen en la zona de mayor

segregación (Separación de los componentes

heterogéneos de una aleación durante el proceso

de enfriamiento de la misma).

La fisuración se relaciona con la formación de

compuestos de S y eventualmente P de bajo

punto de fusión, debido a fenómenos desegregación ayudados por contaminación.



FISURACION ENCALIENTE



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El líquido intercelular se encuentra enriquecido en

S y P (entre otros elementos) y puede permanecer

en estado líquido después que el material haya

alcanzado la solidificación casi total (temperaturade coherencia).

Las tensiones de contracción dan entonces origena las fisuras en el rango 0.8 - 0.9 TF (K)



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Los aceros inoxidables austeníticos pueden sersusceptibles a este tipo de fisuración si nocontienen ferrita en su microestructura o si sólocontienen cantidades marginales.

Fisura central en filete, soldado con alto aportetérmico y con contenido marginal de ferrita



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Fisuras en caliente en la ZAT del material

base de un acero inoxidable austenítico 20Cr - 25 Ni



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La ductilidad de un material desaparece casi

totalmente un poco antes de que se alcance la

temperatura de fusión, típicamente a 0.8 - 0.9 TF

(K). Esta es la temperatura de ductilidad nula.

Durante el enfriamiento, al alcanzarse la

temperatura de coherencia y hasta llegar a latemperatura de ductilidad nula, el material se

encuentra en la zona de fragilización en caliente.

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