¿Cómo se debe soldar el acero martensítico?

1. Método de soldadura

El acero martensítico se puede soldar utilizando todos los métodos de soldadura por fusión excepto la soldadura por gas, como la soldadura por arco con electrodo revestido, la soldadura por arco sumergido, la soldadura con electrodo de tungsteno en atmósfera inerte y la soldadura con electrodo fundido en atmósfera inerte. Debido a la alta sensibilidad a la fisuración fría de este acero, el soldado debe limpiarse completamente y los electrodos deben secarse antes de la soldadura para mantener condiciones de bajo hidrógeno o incluso ultra-bajo hidrógeno. Cuando la restricción de la unión de soldadura es grande, se prefiere la soldadura con electrodo de tungsteno en atmósfera inerte o la soldadura con electrodo fundido en atmósfera inerte. Para reducir la tendencia a la fisuración fría, la entrada de calor de soldadura debe aumentarse adecuadamente sin causar sobrecalentamiento y fragilidad en la zona cercana a la soldadura. 

2. Materiales de soldadura

La selección de materiales de soldadura debe variar dependiendo del tipo de acero, el método de soldadura y las condiciones de trabajo de la unión. Para cumplir con los requisitos de rendimiento en servicio, la composición química de la soldadura debe ser lo más cercana posible a la del material base, es decir, se deben seleccionar materiales de soldadura con componentes cercanos a los del material base. Sin embargo, en este caso, la soldadura y la zona afectada térmicamente tienden a endurecerse y volverse frágiles. Para prevenir la fisuración fría, generalmente se requiere un tratamiento térmico después de la soldadura. Cuando el soldado no puede someterse a un tratamiento térmico, se deben utilizar materiales de soldadura de acero austenítico tipo 25 - 20 o 25 - 13 para la soldadura para formar una soldadura austenítica, relajar la tensión de soldadura y disolver más efectivamente el hidrógeno, reduciendo la tendencia a la fisuración fría. Las soldaduras austeníticas tienen alta plasticidad y tenacidad, pero baja resistencia. Por lo tanto, solo son adecuadas para soldados que trabajan bajo condiciones de baja tensión y no son adecuadas para soldados que trabajan a altas temperaturas. Cuando se utiliza la soldadura por arco con electrodo revestido, generalmente se utilizan electrodos de tipo bajo hidrógeno y se secan a 400 - 450℃ durante dos horas antes de la soldadura. Para la soldadura por arco sumergido, se deben utilizar fundentes de bajo silicio, altamente alcalinos o ligeramente ácidos como HJ172, HJ173, HJ251. La soldadura TIG se utiliza principalmente para la sellado de fondo y la soldadura de paredes delgadas durante la soldadura en capas múltiples.

3. Temperatura de pre-calentamiento y temperatura intercapas

El pre-calentamiento y el mantenimiento de la temperatura intercapas son medidas de proceso importantes para prevenir la fisuración fría. La selección de la temperatura de pre-calentamiento debe considerar primero el contenido de carbono en el acero, y en segundo lugar, la restricción de la unión, la composición del metal de aporte y el método de soldadura. La temperatura de pre-calentamiento recomendada y la entrada de calor se basan en la clasificación del contenido de carbono. Si la restricción de la unión es grande, la temperatura de pre-calentamiento y la temperatura intercapas deben aumentarse en consecuencia. La temperatura intercapas no debe ser inferior a la temperatura de pre-calentamiento. Cuando se solda con materiales de soldadura de acero austenítico, es posible que no se requiera pre-calentamiento o pre-calentamiento a baja temperatura dependiendo del espesor de la pieza soldada.

4. Tratamiento térmico después de la soldadura

El tratamiento térmico después de la soldadura es otra medida de proceso importante para prevenir la fisuración fría. Cuando se utilizan materiales de soldadura con componentes cercanos a los del material base, generalmente se requiere un tratamiento térmico de recalentamiento después de la soldadura. Cuando se utiliza materiales de soldadura de acero austenítico para la soldadura, generalmente no se requiere tratamiento térmico después de la soldadura. Para garantizar que el austenítico después de la soldadura se transforme completamente en martensita, no se permite el temple inmediato después de la soldadura. La unión debe enfriarse a una cierta temperatura por debajo del punto Ms y mantenerse durante un cierto período de tiempo antes de someterse a un temple a alta temperatura. Porque si se realiza el temple inmediatamente después de la soldadura, el austenítico se transformará en perlita y se precipitarán carburos a lo largo de los bordes de los granos de austenítico. Esta estructura es muy frágil. Sin embargo, para prevenir la fisuración fría, no se permite realizar un temple a alta temperatura después de que la unión se enfríe a temperatura ambiente. Por lo general, el temple se realiza a 100-150℃.