La soldadura es un paso crítico en la producción de tubos de acero al carbono soldados por resistencia eléctrica (ERW), lo que afecta directamente su resistencia, integridad y durabilidad. Sin embargo, debido a la complejidad del proceso de soldadura y a las características del material, pueden producirse diversos defectos si no se siguen los procedimientos adecuados. Este artículo describe los defectos de soldadura más comunes en los tubos de acero al carbono ERW, sus causas, características y posibles impactos en el rendimiento.
1. Soldadura incompleta
La soldadura incompleta se produce cuando los bordes romos en el centro (ranura en X) o en la zona de la raíz (ranura en V o en U) de la unión no están completamente fusionados. Esto provoca una unión parcial de los metales base, lo que reduce la resistencia de la unión y crea puntos de concentración de tensiones que pueden provocar grietas bajo carga.
2. Falta de fusión
Este defecto surge cuando el metal de aportación no se fusiona correctamente con el metal base o entre los cordones de soldadura en la soldadura multipasada. En la soldadura por resistencia, también puede ocurrir si los metales base no están completamente fundidos. La falta de fusión puede ir acompañada de inclusiones de escoria y compromete significativamente la integridad estructural.
3. Porosidad
La porosidad se refiere a las cavidades de gas atrapadas en el metal de soldadura debido al desprendimiento de gas durante la solidificación. Estos poros pueden adoptar diversas formas: simples, en cadena o agrupados (en panal), y son especialmente comunes en la soldadura por arco debido a la rápida solidificación. Las causas incluyen fundente húmedo, alta humedad o que el gas no escape a tiempo. Aunque la concentración de tensiones en los poros es relativamente baja, reducen la densidad de la soldadura y la resistencia efectiva.
4. Inclusiones de Escoria y Materias Extrañas
Las inclusiones de escoria se producen cuando sustancias no metálicas (como óxidos o sulfuros) o escoria de soldadura quedan atrapadas en el metal de soldadura. Esto suele deberse a una limpieza inadecuada o a una eliminación incompleta de la escoria entre pasadas de soldadura. Las inclusiones de tungsteno también pueden aparecer cuando los electrodos de tungsteno se degradan. Estas inclusiones debilitan la soldadura y pueden servir como puntos de inicio de grietas.
5. Agrietamiento
Las grietas en la soldadura se encuentran entre los defectos más graves y se forman durante o después de la soldadura debido a la contracción térmica, las tensiones de transformación de fase o los gradientes térmicos excesivos. Las grietas pueden aparecer en el metal de soldadura, en la zona afectada por el calor o en la interfaz entre la soldadura y el metal base. Reducen significativamente la resistencia de la unión y pueden propagarse bajo carga, provocando fallos.
6. Segregación
Durante la soldadura, el enfriamiento rápido y las pequeñas zonas de fusión pueden causar una distribución desigual de los elementos de aleación, lo que resulta en segregación. Estos defectos suelen aparecer como patrones en forma de franja a lo largo del eje de la soldadura y pueden afectar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión.
7. Socavación y perforación
La socavación se refiere a una depresión similar a una ranura a lo largo del borde de la soldadura, causada por la fusión excesiva del metal base. Puede ocurrir en los bordes externos o internos de la ranura. La perforación se produce cuando el metal base se funde excesivamente. Ambos defectos debilitan la sección transversal de la soldadura y actúan como concentradores de tensiones.
8. Otros defectos externos
Nódulo de soldadura: Protuberancia en la raíz de la soldadura formada por la caída de metal fundido; puede ocultar una penetración incompleta.
Concavidad/subsidencia: Raíz de la soldadura o superficie de la tapa hundida, lo que indica relleno insuficiente o contracción.
Rebose: Metal fundido excesivo o mal dirigido que rebosa de la soldadura.
Cráter de arco: Depresión en el punto de inicio/fin del arco, propensa a porosidad por gas o microfisuras.
Desviación de la soldadura: Desalineación o distorsión del cordón de soldadura.
Refuerzo excesivo: Superficie del cordón de soldadura demasiado elevada, que puede actuar como punto de concentración de tensiones.
Estos defectos superficiales se identifican fácilmente mediante inspección visual y deben abordarse en las especificaciones del proceso de soldadura para garantizar la resistencia y la fiabilidad de la soldadura.
Conclusión
Comprender e identificar los defectos de soldadura comunes en las tuberías ERW de acero al carbono es vital para mantener la integridad estructural, la seguridad y el rendimiento a largo plazo. Mediante una inspección rigurosa y una estricta adhesión a los estándares de soldadura, muchos de estos defectos se pueden minimizar o eliminar, mejorando así la calidad y la confiabilidad general de las tuberías.
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