Soldadura de aceros Q&T de alta resistencia (S690–S960): el tiempo de enfriamiento lo controla todo

Qué hace diferentes a estos aceros

El S690QL, el S890QL y el S960QL (EN 10025-6) alcanzan límites elásticos de 690–960 MPa a partir de una microestructura templada y revenida, no de la riqueza de aleación — sus carbonos equivalentes son sorprendentemente moderados. El problema de soldabilidad es, por tanto, térmico, no químico: el ciclo de enfriamiento equivocado o bien endurece la zona afectada por el calor (ZAC) hasta un estado sensible a las grietas, o bien la reviene hasta una zona blanda que se convierte en el eslabón más débil.

El concepto t8/5

El enfriamiento de la soldadura en estos aceros se especifica mediante el t8/5: el tiempo que tarda la zona de soldadura en enfriarse de 800 °C a 500 °C. Este intervalo cubre el rango de transformación de fases que decide la dureza y la tenacidad de la ZAC.

• Demasiado corto (aporte térmico muy bajo, sin precalentamiento en chapa gruesa): ZAC dura y frágil, riesgo de grietas por hidrógeno.
• Demasiado largo (alto aporte térmico, precalentamiento/temperatura entre pasadas excesivos): crecimiento de grano y sobrerrevenido — reblandecimiento de la ZAC y pérdida de tenacidad.

Los fabricantes de acero recomiendan típicamente una ventana t8/5 del orden de 5–20 segundos (más estrecha para el S960), lograda coordinando tres variables juntas: temperatura de precalentamiento, aporte térmico y espesor de chapa. Los procedimientos se cualifican frente a esta ventana, no frente al aporte térmico solo.

Aporte térmico y temperaturas

Práctica indicativa (rigen las fichas técnicas del fabricante):

• Aporte térmico comúnmente limitado a aproximadamente 0.5–1.5 kJ/mm, disminuyendo a medida que sube el nivel del grado.
• El precalentamiento es modesto — a menudo ninguno hasta ~125 °C según el espesor y el espesor combinado de la unión — porque un precalentamiento excesivo alarga el t8/5 y reblandece la ZAC.
• La temperatura entre pasadas está limitada, frecuentemente a 150–250 °C según el grado; una unión que sigue subiendo de temperatura pasada tras pasada se sale de la ventana.

Metal de aportación: ¿equivalente o inferior?

Ambas filosofías son legítimas:

• Los metales de aportación equivalentes (p. ej., alambres de clase 690 u 890) se utilizan donde la unión debe desarrollar la resistencia completa del material base, con un control estricto del hidrógeno (consumibles de clase H5, almacenamiento limpio y seco).
• Los metales de aportación inferiores (blandos) se utilizan ampliamente para cordones en ángulo y uniones que no requieren resistencia completa: el depósito dúctil relaja las tensiones de restricción y es mucho más tolerante con el ajuste y el riesgo de agrietamiento, con una reducción de resistencia aceptada que el diseñador debe aprobar.

Sea cual sea el elegido, el bajo hidrógeno es innegociable — estos grados se agrietan con niveles de hidrógeno que el S355 toleraría sin problema.

Disciplina en taller

• Siga un WPS cualificado con los parámetros reales relevantes para el t8/5 registrados; no deje que los soldadores "aceleren" aumentando la corriente — la velocidad de avance entra directamente en el aporte térmico.
• Precaliente uniformemente y mida; controle la temperatura entre pasadas entre pasadas, no solo al principio.
• Ningún tratamiento térmico posterior a la soldadura a menos que el fabricante lo apruebe: un ciclo convencional de alivio de tensiones revenirá todo el componente por debajo de su resistencia de suministro.
• Los bordes procedentes de corte térmico deben repasarse, y los puntos de soldadura deben hacerse con el mismo precalentamiento y consumibles que la propia unión — los puntos insuficientes y sin precalentamiento son un origen clásico de grietas.