Se realizaron pruebas de soldadura por arco sumergido a doble cara utilizando placas compuestas Q235B+304 de 5+1 mm de espesor. Se depuró y optimizó el conjunto de soldadura, los parámetros de soldadura (corriente, voltaje, velocidad de soldadura, etc.) y el proceso de soldadura. Se completaron con éxito la fabricación de tuberías y la soldadura de las tuberías compuestas con tres parámetros. El cordón de soldadura tuvo una buena formación y no se presentaron problemas como falta de penetración y porosidad.

I. Unidades experimentales: Shougang Jingtang Company y Tangshan Heyuan Steel Pipe Co., LTD

II. Contenido experimental: Experimento de soldadura por arco sumergido de doble cara de placas compuestas de acero inoxidable

III. Tiempo de la prueba: 26 de julio de 2022

IV. Ubicación del experimento: Tangshan Heyuan Steel Pipe Co., LTD

V. Participantes en el experimento: Wang Fenghui (Doctor), ingeniero técnico de Shougang; Wang Xiaoxia (Máster), ingeniero técnico de Shougang; Liu Lei de Shougang; Zhang Zhen, Gerente General de Heyuan; Geng Yanfeng, Subgerente General de Heyuan; Liu Longfei, Zhao Yi y Dong Shuqiang, personal técnico de Heyuan

VI. Proceso de soldadura

Se realizaron pruebas de soldadura por arco sumergido de doble cara utilizando placas compuestas Q235B+304 de 5+1 mm de espesor. El conjunto de soldadura, los parámetros de soldadura (corriente, voltaje, velocidad de soldadura, etc.) y el proceso de soldadura se depuraron y optimizaron. La fabricación y soldadura de tuberías de las tuberías compuestas con tres parámetros se completaron con éxito. El cordón de soldadura tenía una buena formación y no se presentaron problemas como penetración de soldadura y porosidad.

1. Prueba de soldadura

La Tabla 1 presenta los parámetros del proceso de la placa de prueba soldada, entre los cuales el material de soldadura del lado de acero inoxidable es un arco sumergido 309 con un diámetro de φ3.2 mm

Alambre de soldadura + flujo 601, para el lado de acero al carbono, el material de soldadura es alambre de soldadura 10Mn2 con un diámetro de φ3.2 mm + flujo 101. La Figura 1 muestra una foto de la soldadura por arco sumergido de doble cara.

Tabla 1 Parámetros del proceso de la placa de prueba soldada

 

Número	Lado de acero inoxidable					Lado de acero al carbono
	Número	Corriente /A	Voltaje /V	Velocidad de soldadura /mm/min	Observaciones	Número	Corriente /A	Voltaje /V	Velocidad de soldadura /mm/min	Observaciones
1	1-2	340-360	34	800-850	La cola se levanta y el arco se rompe	2-1	460	34	800-850	Bueno
2	1-3				Bueno	2-2	480			Bueno
3	1-1				Bueno	2-3	500			Bueno

 

2. Análisis de la junta

 

Después de la soldadura, se inspeccionó la apariencia y la metalografía de la sección transversal de las placas de prueba de los tres esquemas. La Figura 2 muestra la morfología del cordón de soldadura en los tres esquemas, la Figura 3 muestra la estructura metalográfica de la sección transversal del cordón de soldadura en los tres esquemas y la Figura 4 muestra la estructura metalográfica del cordón de soldadura de acero inoxidable. La Tabla 2 presenta los resultados de la medición del tamaño del cordón de soldadura.

 

Aspecto de los cordones de soldadura del lado de acero inoxidable y los cordones de soldadura del lado de acero al carbono

Figura 1 Foto de soldadura por arco sumergido de doble cara

La Figura 2 muestra la morfología de los cordones de soldadura en los tres esquemas

 

 

Placa de prueba No. 1

 

Placa de prueba No. 2

Placa de prueba No. 3

 

Tabla 2 Resultados de la medición de las dimensiones del cordón de soldadura /mm

 

Número	Acero inoxidable Profundidad del cordón de soldadura	Dos cordones de soldadura Profundidad de intersección	Acero al carbono Profundidad del cordón de soldadura	Acero inoxidable Altura de la tolerancia del cordón de soldadura	Acero al carbono Altura de la tolerancia del cordón de soldadura	Acero inoxidable Profundidad de penetración del cordón de soldadura
11	5.3	2.1	6.3	1.2	1.5	4.0
12	5.3	2.0	6.7	1.8	1.8	3.5
21	5.3	2.7	7.2	0.8	1.2	4.5
22	5.1	2.4	7.1	1.5	1.6	3.6
31	5.6	2.7	7.2	1.6	1.8	4.1
32	5.3	2.0	7.0	1.8	2.3	3.5

 

La Figura 3 muestra la sección transversal metalográfica del cordón de soldadura en los tres esquemas

 

Como se puede observar en la Figura 3, las pasadas de soldadura bajo los tres esquemas se intersecan bien y las alturas excesivas de las dos pasadas de soldadura son moderadas.

Se observó la estructura metalográfica del cordón de soldadura de acero inoxidable y se detectó el contenido de los elementos principales en diferentes posiciones de la junta soldada. La Figura 4 muestra la estructura metalográfica del área de soldadura de acero inoxidable y la Tabla 3 muestra el contenido de elementos en diferentes posiciones de la junta soldada.

Tabla 3 Composición de las juntas soldadas en diferentes posiciones

 

Ubicación	C	Si	Mn	Ni	Cr
304 lamination	0.035	0.44	1.02	8.17	17.68
Cordón de soldadura de acero inoxidable	0.084	0.20	0.94	6.16	11.04
Cordón de soldadura de acero al carbono	0.12	0.46	0.67	0.84	1.56

 

 

Figura 4 Estructura metalográfica de la zona de soldadura de acero inoxidable

 

Como se puede observar en la Tabla 3, el cordón de soldadura de acero inoxidable se diluye con el acero al carbono base, y el contenido de los elementos Ni y Cr en el cordón de soldadura es menor que el del acero inoxidable 304 laminado. Existe el riesgo de corrosión prioritaria en el servicio posterior, y es necesario ajustar el material de soldadura. La Figura 4 muestra que el cordón de soldadura de acero inoxidable adquiere una estructura martensítica, que es diferente de la microestructura de soldadura de acero inoxidable típica (austenita más una pequeña cantidad de estructura ferrítica).

 

3. Resumen

(1) Este proceso de soldadura por arco sumergido de doble cara puede lograr la soldadura de placas compuestas de 5+1 mm de espesor y tiene una cierta ventana de soldadura.

(2) El tamaño del cordón de soldadura de acero inoxidable en esta prueba es moderado. En la condición de excelente procesabilidad del material de soldadura, la velocidad de soldadura se puede aumentar adecuadamente a 900-1000 mm/min.

(3) El tamaño de la soldadura del acero al carbono en esta prueba es ligeramente mayor, y la corriente de soldadura se puede reducir a 440 A.

(4) La composición de los elementos Cr y Ni en el cordón de soldadura de acero inoxidable obtenido mediante el uso de alambre de acero inoxidable 309 es menor que la de la capa laminada 304, lo que representa un riesgo de corrosión, y es necesario ajustar el material de soldadura.

(5) Se analizaron las placas de prueba soldadas la semana pasada, lo que demostró que no había ningún problema con la fusión de los dos cordones de soldadura.

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