Soldar hierro fundido es un reto, pero es totalmente factible si se siguen los pasos correctos. La clave está en comprender el tipo de hierro fundido con el que se trabaja, preparar adecuadamente el metal y controlar el calor durante todo el proceso.
La mayoría de las fallas en la soldadura de hierro fundido ocurren porque los soldadores lo tratan como si fuera acero. El hierro fundido contiene mucho más carbono, lo que lo hace frágil y propenso a agrietarse al calentarse y enfriarse demasiado rápido.
No todas las soldaduras de hierro fundido se realizan de la misma manera. El éxito depende completamente de identificar el tipo de soldadura con el que se está tratando antes de iniciar el arco.
El hierro fundido gris es el tipo más común y el más fácil de soldar. Recibe su nombre del color gris que se aprecia al romperlo.
El carbono presente en la fundición gris se presenta en forma de escamas de grafito. Estas escamas ayudan a absorber la tensión durante la soldadura, lo que reduce la probabilidad de agrietamiento en comparación con otros tipos.
Se puede soldar con éxito fundición gris mediante soldadura con electrodo revestido con varillas de níquel o soldadura fuerte. Solo recuerde precalentarla al menos a 500 °C.
La fundición dúctil es más resistente y flexible que la fundición gris, pero su soldadura es más compleja. El carbono forma pequeñas esferas en lugar de escamas, lo que altera su respuesta al calor.
Al soldar hierro dúctil, esas esferas de carbono pueden transformarse en carburos frágiles si no se tiene cuidado. Por ello, es fundamental controlar adecuadamente la temperatura.
Utilice electrodos de bajo hidrógeno y minimice la entrada de calor. Precalentar a 600-700 °F ayuda a prevenir el agrietamiento.
El hierro fundido blanco es casi imposible de soldar con éxito. El carbono se combina con el hierro para formar carburos extremadamente duros en toda la estructura.
Estos carburos hacen que el hierro fundido blanco sea tan frágil que se agrietará con solo la tensión del enfriamiento. La mayoría de los soldadores ni siquiera lo intentan.
Si es absolutamente necesario reparar hierro fundido blanco, la soldadura fuerte es la única opción real. Aun así, el éxito no está garantizado.
El hierro fundido maleable se fabrica a partir de hierro fundido blanco tratado térmicamente para hacerlo más maleable. Este proceso crea un material resistente, pero soldable con el enfoque adecuado.
El problema es que el calor de la soldadura puede revertir el tratamiento térmico. La zona de soldadura se vuelve de hierro fundido blanco y quebradizo.
Utilice el menor aporte de calor posible y considere la soldadura fuerte en lugar de la soldadura convencional. Si debe soldar, utilice electrodos de níquel y un precalentamiento exhaustivo.
El hierro fundido austenítico contiene altos niveles de níquel, lo que lo hace no magnético y altamente resistente al calor y la corrosión. Se utiliza comúnmente en colectores de escape y carcasas de turbos.
Este tipo se suelda mejor que la mayoría de las fundiciones porque no forma fases frágiles con tanta facilidad. El contenido de níquel lo mantiene más estable durante el calentamiento y el enfriamiento.
Se puede soldar con electrodos de níquel o acero inoxidable. El precalentamiento no siempre es necesario, pero ayuda a reducir la tensión.
Comience por eliminar todo el óxido, la pintura, el aceite y la grasa de la zona de soldadura. El hierro fundido es poroso y absorbe contaminantes que arruinarán la soldadura.
Utilice una amoladora para crear una ranura en V a lo largo de la grieta o unión. Haga la ranura de al menos 1/8 de pulgada de profundidad para asegurar una buena penetración.
Limpie al menos 1 cm a cada lado del área de soldadura. El calor absorberá cualquier contaminación cerca de la soldadura.
El precalentamiento es el paso más crítico en la soldadura de hierro fundido. Reduce la diferencia de temperatura entre el área de soldadura y el metal circundante, evitando... grietas del estrés térmico.
Caliente toda la pieza lenta y uniformemente a 500-1200 °C, según el tipo y el grosor. Use un soplete de propano, un horno o una forja para calentar toda la pieza.
Comprueba la temperatura con crayones indicadores de calor o un termómetro infrarrojo. No adivines: una diferencia de incluso 100 °C puede provocar una falla.
La elección del método de soldadura y del electrodo determina el éxito o el fracaso de la reparación. Cada método tiene ventajas específicas para diferentes situaciones.
La soldadura con electrodo revestido de níquel es el método más fiable para la reparación de hierro fundido. Las varillas de níquel (ENi-CI o ENiFe-CI) se mantienen blandas y dúctiles al enfriarse, absorbiendo la tensión que agrietaría otras soldaduras.
Mantenga el arco lo más corto posible y utilice un amperaje bajo. Suelde cordones cortos de 1 cm y deje que el metal se enfríe un poco antes de continuar.
Martillar cada cuenta mientras aún está caliente ayuda a aliviar la tensión. Simplemente golpéela suavemente con un martillo de bola mientras se enfría de rojo a negro.
La soldadura TIG ofrece el mejor control sobre la entrada de calor, lo que la hace ideal para secciones delgadas de hierro fundido. Permite controlar con precisión el charco y minimizar la zona afectada por el calor.
Utilice varillas de aporte de bronce al silicio o níquel con argón puro como gas protector. Mantenga el tungsteno afilado y una longitud de arco ajustada.
La desventaja es que la soldadura TIG requiere más habilidad y tarda más que la soldadura con electrodo revestido. Es más adecuada para trabajos de precisión que para reparaciones complejas.
Soldadura MIG de hierro fundido Es posible, pero no se recomienda para reparaciones críticas. El alto aporte de calor y la alta velocidad de avance dificultan la prevención de grietas.
Si debe usar MIG, elija un alambre a base de níquel y utilice el voltaje más bajo que permita una buena fusión. Trabaje en ráfagas muy cortas para minimizar la acumulación de calor.
Los alambres tubulares diseñados para fundición funcionan mejor que los alambres macizos. Ofrecen cierta protección contra la escoria y mejores características del arco.
La soldadura fuerte suele ser la mejor opción para el hierro fundido, ya que utiliza temperaturas mucho más bajas que la soldadura convencional. El metal de aporte de latón se funde a unos 1600 °F, muy por debajo del punto de fusión del hierro fundido.
Limpie y aplique fundente a la unión a fondo antes de soldar. Caliente el metal base hasta que la varilla de latón se funda al contacto y luego aplíquelo en la unión.
La unión soldada no será tan resistente como una soldadura, pero es mucho menos propensa a agrietarse. Es ideal para reparaciones no estructurales y secciones delgadas.
Granallar cada cordón de soldadura mientras se enfría ayuda a prevenir grietas al aliviar la tensión interna. Golpee la soldadura con un martillo de bola mientras se enfría, pasando del rojo intenso al negro.
No golpees demasiado fuerte: estás estirando ligeramente el metal, no intentando aplanarlo. Los golpes ligeros y rápidos funcionan mejor que los fuertes.
Continúe martillando intermitentemente mientras el metal se enfría. Esto alivia la tensión a medida que el metal se contrae.
Enfriar el hierro fundido demasiado rápido es la forma más rápida de que se produzcan grietas. Toda la pieza debe enfriarse lenta y uniformemente durante varias horas.
Entierre la pieza soldada en arena, cal o vermiculita aislante inmediatamente después de soldar. Estos materiales reducen drásticamente la velocidad de enfriamiento.
Para obtener mejores resultados, deje que la pieza se enfríe al menos 24 horas antes de manipularla. Cuanto más lento se enfríe, menos probable será que se agriete.
Enfriar el metal demasiado rápido causa la mayoría de las fallas en la soldadura de hierro fundido. El cambio brusco de temperatura genera tensión que agrieta el material frágil. Utilice siempre precalentamiento y enfriamiento lento para evitar esto.
A veces se puede omitir el precalentamiento para reparaciones muy pequeñas con electrodos de níquel, pero es arriesgado. El precalentamiento mejora drásticamente la probabilidad de éxito al reducir el estrés térmico y debería ser una práctica habitual.
Rompa un trozo pequeño y observe la superficie de fractura. La fundición gris se ve gris y granulada, la fundición blanca se ve blanca y cristalina, y la fundición dúctil tiene una apariencia más metálica, similar al acero.
No, las uniones soldadas suelen ser entre un 50 % y un 75 % más resistentes que las soldadas. Sin embargo, son mucho menos propensas a agrietarse y funcionan a la perfección en muchas reparaciones, especialmente en secciones delgadas o piezas no estructurales.
