La relación entre la velocidad de soldadura y la calidad de la soldadura debe entenderse de forma dialéctica, sin descuidar ninguna de las dos. Esta relación se refleja principalmente en la etapa de calentamiento y en la etapa de cristalización.
1. Etapa de calentamiento
En las condiciones de trabajo de las tuberías soldadas por alta frecuencia con costura recta, el borde del tubo se calienta desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de soldadura. Durante este periodo, el borde del tubo queda completamente expuesto al aire sin ninguna protección. Esto provoca reacciones intensas con el oxígeno, el nitrógeno y otras sustancias presentes en el aire, incrementando significativamente el nitrógeno y los óxidos en la soldadura. Se ha comprobado que, como resultado, el contenido de nitrógeno en la soldadura aumenta entre 20 y 45 veces. El contenido de oxígeno, por lo tanto, aumenta entre 7 y 35 veces. Al mismo tiempo, una gran cantidad de elementos de aleación, como el manganeso y el carbono, beneficiosos para la soldadura, se queman y evaporan, lo que reduce las propiedades mecánicas de la soldadura. Por consiguiente, se observa que, en este sentido, cuanto menor sea la velocidad de soldadura, peor será la calidad de la soldadura.
Además, cuanto más tiempo esté expuesto al aire el borde del tubo calentado (es decir, cuanto menor sea la velocidad de soldadura), mayor será la cantidad de óxidos no metálicos que se producirán a mayor profundidad. Estos óxidos profundos son difíciles de eliminar por completo de la soldadura durante el proceso de cristalización posterior. Tras la cristalización, permanecen en la soldadura en forma de inclusiones no metálicas, formando una interfaz frágil y bien definida. Esto destruye la coherencia de la microestructura de la soldadura y reduce su resistencia. Cuanto mayor sea la velocidad de soldadura, menor será el tiempo de oxidación y menor la cantidad de óxidos no metálicos producidos, que se limitan a la capa superficial y pueden eliminarse fácilmente de la soldadura durante el proceso de extrusión posterior. Además, no quedará un exceso de residuos de óxido no metálico en la soldadura, lo que resulta en una mayor resistencia de la misma.
2. Etapa de cristalización
Según los principios de la metalografía, para obtener soldaduras de alta resistencia, es necesario refinar al máximo el grano de la microestructura de la soldadura. El método básico de refinamiento consiste en formar un número suficiente de núcleos cristalinos en un corto período de tiempo, de modo que entren en contacto antes de que crezcan significativamente y finalice el proceso de cristalización. Esto requiere aumentar la velocidad de soldadura para que la soldadura abandone rápidamente la zona de calentamiento, permitiendo así que cristalice con mayor rapidez a un grado de subenfriamiento más elevado. Al aumentar el grado de subenfriamiento, la tasa de nucleación se incrementa significativamente, mientras que la tasa de crecimiento aumenta en menor medida, logrando así el objetivo de refinar el grano de la soldadura.
Por lo tanto, tanto si se considera la fase de calentamiento del proceso de soldadura como el enfriamiento posterior a la soldadura, siempre que se cumplan las condiciones básicas de soldadura, cuanto mayor sea la velocidad de soldadura, mejor será la calidad de la costura soldada.
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Fecha de publicación: 8 de mayo de 2025
