Procedimientos para soldar hierro fundido

1. Procedimiento para soldar
Hierro fundido
Las reparaciones en fundición de hierro gris o hierro maleable son los trabajos más
comúnmente encontrados en la práctica diaria y son considerados como los trabajos de
soldadura más difíciles.
Cuando se suelda hierro fundido con electrodos comunes de acero, se forma una capa
dura y frágil adyacente a la soldadura. Esta capa consiste en hierro fundido endurecido
superficialmente como resultado del rápido enfriamiento desde una alta temperatura. Si el
metal de aporte es acero, éste absorberá considerable cantidad de carbono de la
fundición, convirtiéndose en un acero de alto carbono. El resultado será que el depósito
de soldadura se endurecerá siendo imposible su mecanizado. Además, cuando se usan
electrodos con núcleo de acero, la diferencia de contracciones entre el metal fundido
depositado y la fundición, generalmente es causa de problemas serios. La resistencia del
metal de aporte es mucho mayor que la del hierro fundido y al producirse la contracción
del acero puede desprenderse de la fundición. Debido a estas condiciones, es que para
este tipo de soldadura son necesarios electrodos especiales.
La soldadura de la fundición de hierro es relativamente fácil, pero sus características
químicas y metalúrgicas son tales que deben ser consideradas cuidadosamente para
asegurar los mejores resultados.
Algunas de sus características son:
1. Si se calienta a una temperatura alta y luego se enfría rápidamente, el resultado será
una fundición blanca, muy dura y difícilmente trabajable mecánicamente.
2. Si se calienta a una temperatura alta y luego se enfría lentamente, el resultado será un
hierro fundido gris que es blando y fácilmente trabajable.
3. El hierro fundido es frágil y no se puede doblar o estirar como el acero y
consecuentemente si se produce un sobrecalentamiento durante la soldadura, las
contracciones durante el enfriamiento pueden causar grietas en la soldadura misma o en
las zonas térmicamente afectadas entre ésta y el metal base.
Las consideraciones anteriores son principalmente las que han establecido un
procedimiento fundamental para la soldadura del hierro fundido, independiente del tipo de
electrodo utilizado, maquinable o no maquinable, que puede establecerse en los
siguientes puntos:

2. 1. Utilizar electrodos de diámetro pequeño y corriente lo más baja posible, pero suficiente
para producir una buena fusión.
2. Hacer soldaduras cortas de no más de 50 a 75 mm de longitud.
3. Es aconsejable el depósito de cordones delgados, en lugar de cordones anchos y
oscilados.
Preparación del material.
Para obtener los mejores resultados, es esencial que la unión haya sido adecuadamente
preparada. Deben removerse o limpiarse todas las materias extrañas, tales como óxido,
grasa y aceites. Especialmente las partes que se han impregnado de aceite, agua u otros
agentes pueden requerir un precalentamiento a una temperatura suficientemente alta
(300°C-370°C) para evaporar los contaminantes antes de la soldadura.
Es indispensable individualizar con seguridad todos los defectos, poros, cavidades,
fracturas, fisuras, etc., de las piezas a unir, recurriendo incluso a líquidos penetrantes.
Las fisuras se estabilizarán practicando un agujero de Ø 1/8" sobre su prolongación a un
centímetro de su final aparente; para evitar que la grieta se siga propagando. El diámetro
de la perforación se aumentará a medida que sea mayor, el espesor de la pieza.
Las uniones deben ser preparadas y biseladas por medios mecánicos, como esmeriles,
discos o limas; debe evitarse hacer los biselados por medios térmicos, como soplete o
electrodos de corte, ya que este procedimiento tendería a producir hierro fundido blanco,
duro y quebradizo en las zonas inmediatamente vecinas a las soldaduras.
El biselado se recomienda aún para secciones delgadas, manteniéndolo siempre al
mínimo práctico para evitar los esfuerzos residuales provenientes de la contracción. Como
regla general el ángulo total de bisel debe ser de aproximadamente 90° para espesores
menores a 6,35 mm, y de 60° a 90° para espesores mayores.
Si sospecha que la pieza presenta humedad precaliente entre 50 - 100°C para eliminarla y
evitar problemas de fisuración en frío por el hidrógeno.
METODOS DE SOLDADURA.
Después de todo lo expuesto anteriormente y para redondear las ideas podemos decir
que existen dos métodos para realizar la soldadura de la fundición, cada uno con sus
aspectos más o menos ventajosos según sea el caso.
Soldadura en frío:

3. La soldadura en frío es un procedimiento muy común para soldar fundiciones que
presenta las ventajas de hacer el proceso fácil y rápido, pero tiene el inconveniente del
riesgo por fisuración en frío y/o condiciones mecánicas inferiores a las que se obtendría
en un procedimiento en caliente.
Este método consiste en limitar la diferencia de temperatura entre la soldadura y las
zonas vecinas a no más de 50°C. Dicho de otra manera: las zonas vecinas a la soldadura
no deben sobrepasar una temperatura máxima que se pueda tolerar con la mano
desnuda. De esta manera se reduce a un mínimo la zona térmicamente afectada.
Las reglas básicas en este método son:
 utilizar electrodos de diámetro pequeño para evitar un gran aporte de calor; el
diámetro más empleado es el de 3,25 mm, aunque se puede recurrir incluso al de
2,5 mm.
 Depositar cordones cortos, lineales y alternados de 30 a 50 mm.
 Martillar el cordón inmediatamente después de soldar con martillo “bolita” o martillo
neumático con punta de 13 - 19 mm de diámetro.
 Mantener la pieza fría (que se pueda tocar con la mano). Es muy importante evitar
el calor localizado, causante en la mayoría de los casos de grietas en el metal base
y la soldadura. Esto se logra, como se menciono anteriormente, haciendo
soldaduras intermitentes, permitiendo que el calor se distribuya dentro de la
fundición antes de depositar el próximo cordón.
 La corriente de soldadura deberá ser más bien baja, siempre que asegure una
buena fusión.
 Siguiendo una técnica corriente, el avance de la soldadura se iniciará en la parte
más vinculada para terminar en la más libre.
 Cuando el espesor de las piezas exige varias pasadas sobrepuestas, éstas se
depositarán progresivamente sobre todo el chaflán, pero no a todo lo largo y ancho,
sino en bloques, por partes.
 Cuando la calidad del trabajo lo requiera se realizará un control mediante líquidos
penetrantes al terminar completamente la soldadura.
Soldadura en caliente:
Este último método suele ser más seguro que el de la soldadura en frío, ya que permite
eliminar casi totalmente la posibilidad de aparición de fisuras.
En la preparación de la unión se deben tener los mismos recaudos que para la soldadura
en frío.

4. La diferencia fundamental es que para soldar con este método, la pieza se calienta a una
temperatura de 400 a 600° C de manera muy lenta para asegurar temperatura
homogénea en toda la masa. Durante todo el tiempo que dura la operación de soldar la
temperatura debe ser mantenida y después se deja enfriar lo más lentamente posible, al
abrigo del aire, dejando enfriar en horno si es posible o cubriéndola con arena seca,
cenizas o cal.
Es conveniente asegurar que la pieza soldada se pueda contraer sin obstáculos y se
aconseja, siempre que sea posible, realizar la soldadura en posición horizontal, pues
permite mejor control del baño de fusión, notable aporte de calor y el rellenado con una
sola pasada todo el espesor de la junta.
Otras técnicas:
Si se quiere evitar la zona de transición dura y frágil, se pueden recubrir las paredes de la
junta usando electrodos con alma de níquel (enmantecado) y luego rellenando la ranura
con electrodos de alma de acero. Pero cuando se prevén esfuerzos mecánicos
considerables, sólo se puede evitar la fragilidad de la unión recurriendo a fijar en las caras
del chaflán varios prisioneros que al quedar soldados entre sí con el metal depositado,
asegurarán la necesaria rigidez mecánica, ya que su extremo roscado penetra dentro del
material de base que no ha sido influenciado térmicamente. De esta manera se obtienen
uniones que son en parte soldaduras y en parte fijaciones mecánicas.
Cuando además de una buena resistencia se quiere que el conjunto sea fácilmente
maquinable, hay que recurrir también al recubrimiento de las paredes de la junta con
electrodos de níquel, además de los prisioneros. Para fijar estos prisioneros es necesario
que el espesor de la pieza sea de por lo menos de 15 mm; el chaflán debe tener una
abertura mayor, haciéndose los agujeros en dirección alternada y de profundidad
diferente; el número de prisioneros se calculará para que su sección total sea
aproximadamente un 30 % de la sección de la pieza a soldar.
Fuentes:
www.westarco.com
Manual de soldaduraINDURA.
RevistaTÉCNICA E INDUSTRIA - Septiembre de 1968