Tecnología de soldadura de tubos de acero galvanizado

Los tubos de acero galvanizado están hechos de acero con bajo contenido de carbono recubierto con una capa de zinc, normalmente de unos 20 µm de espesor. La capa de zinc sirve como protección contra la corrosión, pero presenta desafíos únicos durante la soldadura debido a su punto de fusión (419 °C) y punto de ebullición (aproximadamente 908 °C). Aquí se ofrece una descripción detallada de la tecnología y los métodos para soldar tubos de acero galvanizado.

Desafíos en la soldadura de tubos de acero galvanizado
- Interferencia de la capa de zinc
Durante la soldadura, el recubrimiento de zinc se derrite y forma una capa líquida que puede flotar en la superficie de la soldadura o filtrarse en la raíz de la soldadura.
El zinc tiene una alta solubilidad en hierro, lo que provoca la fragilización del metal líquido a medida que se infiltra en los límites de grano.
El zinc de bajo punto de fusión puede formar compuestos intermetálicos frágiles con el hierro, lo que reduce la plasticidad de la soldadura y aumenta la susceptibilidad al agrietamiento, especialmente en soldaduras de filete como las juntas en T.

- Porosidad y formación de escoria
El calor de la soldadura oxida la capa de zinc, formando ZnO, que tiene un alto punto de fusión (más de 1800 °C). Unos parámetros de soldadura insuficientes pueden dar lugar a inclusiones de escoria de ZnO.
El zinc actúa como desoxidante durante la soldadura, lo que lleva a la formación de óxidos de bajo punto de fusión (p. ej., FeO-MnO o FeO-MnO-SiO₂), que pueden comprometer la calidad de la soldadura.

- Riesgos para la salud y la seguridad
El zinc se vaporiza durante la soldadura, liberando humo blanco y vapores que son nocivos si se inhalan.
Para mitigar estos riesgos es necesario contar con una ventilación y un equipo de protección adecuados.

Control del proceso de soldadura
Preparación
- Tratamiento de la superficie:
Antes de soldar, retire el revestimiento de zinc del área de la ranura para reducir la contaminación y la porosidad. Es fundamental pulir la capa de zinc cerca del lugar de la soldadura.

- Diseño de la ranura:
Asegúrese de que el ángulo de la ranura sea adecuado entre 60 y 65°.
Deje un espacio de raíz de 1,5 a 2,5 mm para una penetración adecuada.
La preparación de ranuras centralizadas y los bordes romos controlados ayudan a minimizar la fusión o penetración incompleta.

Selección de materiales de soldadura
Elija la varilla de soldadura en función del material base de la tubería. Para sustratos de acero con bajo contenido de carbono, se utilizan comúnmente electrodos J422 debido a su facilidad de operación.

Técnicas de soldadura
- Paso inicial:
Para la soldadura multicapa, el primer paso debe apuntar a fundir y vaporizar el revestimiento de zinc, lo que permite que escape en forma de humos.
Para las soldaduras de filete, retire el electrodo del punto de inicio entre 5 y 7 mm para permitir que la capa de zinc se vaporice antes de continuar con la soldadura.

- Soldadura horizontal y vertical:
Use técnicas como la soldadura de arco corto (p. ej., J427) para minimizar la escoria y el socavado.
Para una mejor calidad, emplee técnicas de oscilación de ida y vuelta o de tira para lograr soldaduras sin defectos.

- Ventilación y seguridad:
Asegure una ventilación adecuada o la extracción de humos durante la soldadura para proteger a los trabajadores de los humos nocivos de zinc.

Tratamiento posterior a la soldadura
Realice inspecciones exhaustivas para detectar porosidad, inclusiones de escoria o grietas.
Aplique los tratamientos posteriores a la soldadura adecuados para restaurar la resistencia a la corrosión, como la reparación de la galvanización con pinturas o aerosoles ricos en zinc.

Conclusión
La soldadura de tuberías de acero galvanizado requiere una preparación cuidadosa, una técnica adecuada y medidas de seguridad para abordar los desafíos que plantea el revestimiento de zinc. Al eliminar la capa de zinc de las áreas críticas, optimizar los parámetros de soldadura y emplear los electrodos adecuados, se pueden lograr soldaduras de alta calidad manteniendo la seguridad y la integridad estructural.