Causas de las grietas por frío en la soldadura.

El craqueo en frío es un tipo más común de craqueo en la producción de soldadura, que ocurre cuando la soldadura se enfría a una temperatura más baja, para aceros de baja aleación y alta resistencia, alrededor de la temperatura de transformación martensítica. Los tres elementos de la formación de grietas en frío son la tendencia al endurecimiento del acero, el contenido de hidrógeno de la soldadura y su distribución, y el estado de tensión de la unión soldada.

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I. Tendencia al endurecimiento

La tendencia al endurecimiento del acero depende principalmente de su composición química y de las condiciones de enfriamiento. Cuanto mayor sea la tendencia al endurecimiento del acero, más probabilidades habrá de que se produzcan fisuras en frío al soldar. Porque cuanto mayor sea la tendencia al endurecimiento, la soldadura producirá una mayor organización de la martensita cuando se caliente, y la capacidad de deformación de la martensita es baja y propensa a la fractura frágil. La tendencia al endurecimiento de las uniones soldadas, además de la composición química, las condiciones de enfriamiento, sino también el proceso de soldadura, la estructura del espesor de la placa.

Entre ellos, la influencia de la composición química en la tendencia al endurecimiento del acero se puede estimar aproximadamente utilizando el método de carbono equivalente [2], de la siguiente manera.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

Por ejemplo, para placas de acero de menos de 20 mm de espesor, la tendencia al endurecimiento no es significativa cuando CE < 0,4%.

El metal con una gran tendencia a endurecerse formará una gran cantidad de defectos de red en condiciones de desequilibrio térmico, y bajo condiciones de tensión y desequilibrio térmico, formará fuentes de grietas e incluso se expandirá para formar macrofisuras.

Si hay hidrógeno presente en la soldadura y en la zona afectada por el calor, reducirá su tenacidad y producirá fragilidad por hidrógeno. El tejido endurecido martensítico con alto contenido de carbono es muy sensible a la fragilización por hidrógeno y a la sensibilidad al agrietamiento en frío. La dureza máxima de la zona afectada por el calor se utiliza comúnmente en soldadura para evaluar la tendencia al endurecimiento de ciertos aceros de alta resistencia.

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Segundo, hidrógeno

El hidrógeno es uno de los factores importantes que causan la formación de agrietamiento en frío en la soldadura de acero de alta resistencia, y hace que tenga un carácter retardado, generalmente un agrietamiento retardado inducido por hidrógeno llamado 'craqueo por hidrógeno' o 'craqueo inducido por hidrógeno'. La razón del 'retraso' es que el hidrógeno tarda un cierto tiempo en difundirse en el acero, acumularse en defectos microscópicos, generar tensiones y agrietarse.

Cuanto mayor sea el contenido de hidrógeno en la junta soldada de acero de alta resistencia, mayor será la susceptibilidad al agrietamiento, y cuando el contenido de hidrógeno sea mayor que un cierto valor crítico, el agrietamiento comenzará a aparecer, el tamaño del valor crítico varía de un caso a otro.

Cuando la concentración de hidrógeno en la zona soldada afectada por el calor es lo suficientemente alta, habrá una mayor fragilización del tejido martensítico (si lo hay) y, por tanto, la formación de grietas.

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En tercer lugar, el estado de estrés.

El agrietamiento en frío de la soldadura de acero de alta resistencia no solo depende de la tendencia al endurecimiento del acero y de los efectos nocivos del hidrógeno, sino que también depende del estado de tensión de la junta soldada y, a veces, el estado de tensión incluso juega un papel decisivo. La tensión térmica (calentamiento y enfriamiento desigual), la tensión de cambio de fase (cambio de volumen de la organización durante el cambio de fase) y la forma de la estructura, secuencia de soldadura, etc. de la unión soldada pueden formar la fuerza restrictiva.

Los tres elementos mencionados anteriormente en la formación de craqueo en frío tienen cada uno su propia ley intrínseca, pero también se afectan entre sí. En general, la zona afectada por el calor y la tendencia al endurecimiento del metal de soldadura son factores intrínsecos para el agrietamiento, mientras que el hidrógeno puede desempeñar su papel dañino al inducir el agrietamiento sólo cuando hay formación de tejido endurecido en el acero.