Evaluación de la soldabilidad de aceros: carbono equivalente, precalentamiento y ensayos de fisuración en frío

Fundamento

La fisuración en frío requiere tres condiciones simultáneas: una microestructura susceptible en la zona afectada por el calor, hidrógeno disuelto y tensiones de restricción. El carbono equivalente, calculado con fórmulas que ponderan el carbono y los elementos de aleación según su efecto sobre la templabilidad, resume la primera condición; existen varias expresiones, adecuadas a distintos rangos de carbono, y usar la que no corresponde lleva a subestimar el riesgo en aceros modernos de bajo carbono. Con el carbono equivalente, el espesor de la unión, el hidrógeno del consumible y el aporte térmico, los métodos normalizados calculan la temperatura mínima de precalentamiento y de entre pasadas. La verificación experimental se hace con ensayos de fisuración: el ensayo de implante, en el que una probeta con entalla se suelda y se carga de manera sostenida hasta determinar la tensión crítica por debajo de la cual no fisura; el ensayo con probeta rígidamente restringida, que reproduce condiciones severas de restricción; y los ensayos de soldadura con entalla en uve, que se examinan tras un período de espera. Se completan con la determinación del hidrógeno difusible del consumible, con la medición de la dureza máxima de la zona afectada por el calor —que es el indicador práctico de susceptibilidad— y con ensayos de tenacidad sobre esa zona, que es la región más frágil de toda la unión.

Matriz (en qué muestra)

Aceros estructurales y de tubería; chapas y perfiles de alta resistencia; aceros microaleados y templados y revenidos; materiales en calificación de procedimientos de soldadura; uniones con antecedentes de fisuración

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Espectrómetro de emisión por chispa para composición; equipo de soldadura con control y registro de parámetros; dispositivos de ensayo de implante y de probeta restringida; durómetro con posibilidad de perfil; péndulo de impacto; equipo metalográfico; termómetros de contacto y crayones térmicos.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Consumibles de soldadura con hidrógeno controlado; gases de protección; reactivos de ataque metalográfico.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas y chapas de ensayo; dispositivos de restricción; planillas de procedimiento con parámetros; equipos de precalentamiento.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Consumibles y gases; probetas, que se destruyen; energía.

Unidad

1 · carbono equivalente por la fórmula aplicable · temperatura de precalentamiento y de entre pasadas calculada (°C) · tensión crítica de fisuración en el ensayo de implante (MPa) · dureza máxima en la zona afectada por el calor (HV) · hidrógeno difusible del consumible · tenacidad de la zona afectada

Rango de referencia

La dureza máxima admisible en la zona afectada por el calor se fija en el entorno de los 350 vickers en muchas especificaciones, y valores por encima señalan riesgo de fisuración en frío; el precalentamiento necesario crece de manera marcada con el carbono equivalente, el espesor y el hidrógeno del consumible

Norma que lo exige

Los códigos de soldadura estructural y de recipientes a presión, que exigen calificar los procedimientos y fijan el precalentamiento en función del carbono equivalente, del espesor y del consumible; las normas de producto de aceros, que informan el carbono equivalente máximo del grado; las normas sobre almacenamiento y resecado de consumibles, del que depende su hidrógeno; las normas de calificación de soldadores

Norma que describe la técnica

Las normas internacionales sobre ensayos de soldabilidad y de fisuración en frío, con los métodos de implante y de probeta restringida; las normas y guías sobre determinación del precalentamiento a partir del carbono equivalente y del hidrógeno; las normas de producto de aceros con sus fórmulas de carbono equivalente; los códigos de soldadura aplicables

Edición y vigencia de la norma

Códigos de soldadura y normas internacionales de ensayos de soldabilidad vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Varias probetas soldadas por condición

Conservación y transporte

Los ensayos de fisuración se evalúan después del período de espera que fija la norma, en general de al menos cuarenta y ocho horas, porque la fisuración en frío es retardada y una probeta examinada enseguida aparece sana; saltear esa espera es el error que invalida el ensayo. Los consumibles se resecan y se conservan en estufa hasta el momento de soldar, ya que la humedad absorbida aumenta el hidrógeno y cambia el resultado. Los parámetros de soldadura se registran de manera completa, dado que el aporte térmico gobierna la microestructura obtenida.

Límite de detección típico

No aplica: se calculan índices y se determinan tensiones críticas y durezas

Incertidumbre típica

Las fórmulas de carbono equivalente son estimaciones con validez acotada a rangos de composición; los ensayos de fisuración tienen carácter comparativo y se informan con sus condiciones

Área

Metalurgia; Materiales/industrial; Construcción

Fecha de última actualización: 10/9/2026