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La guía definitiva para soldar hierro fundido
El hierro fundido es difícil de soldar, pero no imposible. En la mayoría de los casos, soldar hierro fundido implica reparar piezas fundidas, no unir piezas fundidas a otros elementos. Las reparaciones pueden realizarse en la fundición donde se producen las piezas fundidas, o pueden hacerse para reparar defectos de fundición que se descubren después de mecanizar la pieza. Las piezas de hierro fundido mal mecanizadas pueden requerir soldaduras de reparación, como cuando los agujeros se taladran en el lugar equivocado. Con frecuencia, las piezas de fundición rotas se reparan mediante soldadura. La rotura de piezas de fundición no es inusual, dada la naturaleza quebradiza de la mayoría de las piezas de fundición.
Aunque existen varios tipos de fundición, la más común es la fundición gris, y estas directrices están dirigidas a este tipo de material.
Algunos datos sobre la fundición ayudan a comprender los problemas de la soldadura. La fundición suele tener un contenido de carbono del 2% al 4%, aproximadamente 10 veces más que la mayoría de los aceros. El alto contenido de carbono hace que éste forme escamas de grafito. Este grafito confiere a la fundición gris su aspecto característico cuando se fractura.
Cuando se fabrican piezas de fundición, el hierro fundido se vierte en un molde y se deja enfriar lentamente. Cuando este material con alto contenido en carbono se deja enfriar lentamente, se pueden fabricar piezas de fundición sin grietas. Recordar esto es útil cuando se suelda hierro fundido: durante y después de la soldadura, la pieza fundida debe dejarse enfriar lentamente, o debe mantenerse lo suficientemente fría como para que la velocidad de enfriamiento no sea importante.
Una temperatura crítica en la mayoría de las fundiciones es de unos 1450 grados F (800ºC). Cuando se alcanza esta temperatura, se producen condiciones que pueden conducir al agrietamiento. Aunque el arco calentará la fundición a temperaturas superiores a este nivel, es importante que la fundición no se mantenga a esta temperatura durante largos periodos de tiempo.
Selección del electrodo
Si la pieza se va a mecanizar después de la soldadura, se necesitará un electrodo de tipo níquel. Utilice el electrodo de varilla Tech-Rod® 99 para soldaduras de una sola pasada y alta dilución. Tech-Rod® 55 es preferible para soldaduras de varias pasadas. A veces, las pasadas de raíz se realizan con Tech-Rod 99, seguidas de pasadas de relleno con Tech-Rod 55. Para soldaduras en las que no se requiere mecanizado, y en las que se espera que la soldadura se oxide como la fundición, se puede utilizar el electrodo de varilla Ferroweld® de Lincoln.
Tech-Rod 55 para soldadura de arco metálico protegido de Lincoln Electric
Calentar o no calentar
En general, es preferible soldar el hierro fundido con precalentamiento, y mucho. Sin embargo, otra forma de soldar con éxito el hierro fundido es mantenerlo fresco, no frío, sino fresco. A continuación, se describen ambos métodos. Sin embargo, una vez que elija un método, aténgase a él. Manténgalo caliente, o manténgalo frío, pero no cambie de técnica en medio del trabajo.
Técnicas de soldadura con precalentamiento
Precalentar la pieza de hierro fundido antes de soldar reducirá la velocidad de enfriamiento de la soldadura y la región que rodea la soldadura. Siempre es preferible calentar toda la pieza, si es posible. Las temperaturas típicas de precalentamiento son de 500 a 1200 grados F (260 – 650ºC). No caliente a más de 1400 grados F (760ºC) ya que eso pondrá el material en el rango de temperatura crítico. Precalentar la pieza lenta y uniformemente.
Suelde utilizando una corriente baja para minimizar las mezclas y las tensiones residuales. En algunos casos, puede ser necesario restringir las soldaduras a segmentos pequeños, de aproximadamente 1 pulgada de largo, para evitar la acumulación de tensiones residuales que pueden provocar grietas. El granallado de cordones de soldadura también puede resultar útil a este respecto.
Después de soldar, deje que la pieza se enfríe lentamente. Envolver la pieza fundida en una manta aislante o enterrarla en arena seca ayudará a reducir la velocidad de enfriamiento y reducirá la tendencia al agrietamiento.
Técnicas de soldadura sin precalentamiento
El tamaño de la pieza fundida, u otras circunstancias, pueden requerir que la reparación se realice sin precalentamiento. En este caso, la pieza debe mantenerse fría, pero no helada.
Aumentar la temperatura de la pieza fundida a 100 grados F (40ºC) es útil. Si la pieza está en un motor, puede ser posible hacerlo funcionar durante unos minutos para obtener esta temperatura. Nunca caliente la pieza de fundición tanto que no pueda poner la mano desnuda sobre ella.
Realice soldaduras cortas, de aproximadamente 2,5 cm de longitud. En esta técnica, es importante el pelado después de la soldadura. Deje enfriar la soldadura y la pieza fundida. No acelere el enfriamiento con agua o aire comprimido. Es posible soldar en otra zona de la pieza mientras se enfría la soldadura anterior. Deben rellenarse todos los cráteres. Siempre que sea posible, los cordones deben depositarse en la misma dirección, y es preferible que los extremos de cordones paralelos no se alineen entre sí.
Sellado de grietas
Debido a la naturaleza de la fundición, tienden a aparecer pequeñas grietas junto a la soldadura incluso cuando se siguen buenos procedimientos. Si la fundición debe ser estanca, esto puede ser un problema. Sin embargo, las fugas normalmente pueden eliminarse con algún tipo de compuesto sellador o pueden cerrarse por oxidación muy poco después de volver a ponerse en servicio.
El método de pernos
Un método utilizado para reparar roturas importantes en grandes piezas de fundición consiste en taladrar y roscar agujeros sobre las superficies que se han biselado para recibir el metal de soldadura de reparación. Atornille espárragos de acero en los orificios roscados, dejando de 3/16" (5 mm) a ¼" (6 mm) del espárrago por encima de la superficie. Utilizando los métodos descritos anteriormente, suelde los espárragos en su lugar y cubra toda la superficie de la rotura con depósito de soldadura. Una vez realizado un buen depósito de soldadura, se pueden soldar los dos lados de la grieta.