Soldadura de reparación: cómo reparar una grieta para que no vuelva
Una soldadura de reparación es más difícil que la original. El chaflán está en una pieza rígida, el acero muchas veces es desconocido y la causa de la grieta sigue ahí. Aquí va el orden de trabajo para una grieta en acero, fundición o aluminio; los injertos en tramos podridos y el recargue de superficies gastadas están en la página de reparaciones y recuperación.
Respuesta corta
Soldar una reparación es eliminar el defecto por completo y sustituirlo por metal de aporte sano, en condiciones no peores que las de la unión original. Para una grieta: localizar sus extremos reales con líquidos penetrantes (PT) o partículas magnéticas (MT), taladrar justo detrás agujeros de 3–4 mm, amolar o ranurar un chaflán en V o U hasta metal sano, volver a revisar el chaflán, precalentar al valor de la calculadora de precalentamiento (S355J2, 20 mm, aporte de bajo hidrógeno: 75 °C), soldar en tramos cortos desde los extremos hacia el centro, mantener la temperatura entre pasadas entre la de precalentamiento y 250 °C y volver a inspeccionar la reparación — en aceros templables no antes de 24–48 h después de soldar.
Reparar una grieta paso a paso
- Identifica el material y la causa. La calidad y el carbono equivalente salen del certificado o de un análisis (calculadora de CE y CET); la causa, de dónde y cuándo apareció la grieta: en caliente, en frío o por fatiga. Una grieta cuya causa sigue ahí vuelve al mismo sitio.
- Localiza los extremos. Amola la superficie hasta metal limpio: el extremo visible casi nunca es el real. PT (ISO 3452-1) sirve en cualquier metal; MT (ISO 17638), solo en acero ferromagnético, pero muestra también grietas justo bajo la superficie. Marca los extremos con el granete.
- Taladra los extremos: 3–4 mm justo detrás de cada uno, para que la punta salga con la viruta y no se quede en el metal. Los taladros pasan a formar parte del chaflán y se sueldan con él.
- Vacía hasta metal sano. Amolado o ranurado con arco-aire en toda la longitud y profundidad de la grieta. Chaflán en V o U con fondo redondeado, abierto lo suficiente para que el electrodo llegue al fondo — unos 60° con electrodo, 50–60° con MAG, como en una unión a tope nueva —, con los extremos saliendo en rampa suave. Una grieta pasante lleva una preparación completa con talón y separación (preparación de bordes). Las caras ranuradas se amolan hasta metal limpio.
- Revisa el chaflán. PT o MT sobre el chaflán limpio. Cualquier indicación: amolar más hondo y revisar otra vez. Apunta la longitud y la profundidad del vaciado; las necesitan tanto el registro como el cálculo del aporte.
- Precalienta. El valor sale de la calculadora, no de la costumbre. El chaflán de reparación lo sujeta toda la pieza y está más embridado que la unión original, así que el valor calculado es el mínimo. Calienta una banda ancha y compruébalo con tiza termométrica a los dos lados del chaflán. El tiempo de enfriamiento lo revisa la calculadora de t8/5.
- Suelda con un orden. Aporte de bajo hidrógeno; electrodos básicos resecados según la tabla de secado de electrodos. Primero los taladros y los extremos, luego tramos cortos hacia el centro; cordones rectos capa a capa, escoria fuera en cada uno, todos los cráteres llenos.
- Mantén la temperatura entre pasadas. Ni por debajo del precalentamiento ni por encima de unos 250 °C en acero estructural normal: es el límite superior que usa también la calculadora. El inoxidable austenítico se queda por debajo de unos 150 °C y el aluminio de la serie 6xxx por debajo de unos 120 °C.
- Inspecciona la reparación terminada. Primero a la vista, luego PT o MT en el cordón y el metal de alrededor, y UT para defectos internos en secciones gruesas. En aceros con carbono equivalente alto el control final no llega antes de 24–48 h después de soldar: las grietas en frío necesitan tiempo. La aceptación es la de la soldadura original, y las grietas no se admiten en ningún nivel de calidad de ISO 5817.
- Deja constancia. Dónde, cuánta longitud y profundidad; END antes y después; precalentamiento y temperatura entre pasadas medidos; aporte, soldador y WPS.
Precalentamiento en reparación: valores de la calculadora
Algunos aceros y espesores calculados con la fórmula de la calculadora. El hidrógeno pesa tanto como el espesor: en S355J2 de 20 mm, pasar de HD 4 a HD 12 (electrodo de rutilo) sube el precalentamiento de 75 a 120 °C.
| Espesor, mm | S235JR CET 0,25 · HD 12, °C | S355J2 CET 0,34 · HD 4, °C | S355J2 CET 0,34 · HD 12, °C | S460N CET 0,42 · HD 4, °C |
|---|---|---|---|---|
| 10 | — | 35 | 85 | 100 |
| 20 | 50 | 75 | 120 | 135 |
| 30 | 80 | 100 | 150 | 165 |
| 40 | 100 | 120 | 170 | 185 |
| 60 | 120 | 140 | 190 | 205 |
Aporte térmico 1,5 kJ/mm, resultado redondeado hacia arriba a 5 °C: la misma fórmula que la calculadora (EN 1011-2, método B). «—»: según la fórmula no hace falta precalentar. El CET de cada acero es el valor de partida de la calculadora; en una reparación manda el CET del certificado o de un análisis.
Reparación según el material: tabla de decisión
El orden de trabajo es el mismo; los detalles cambian con el metal. En detalle: soldar fundición, soldar aluminio y soldar acero inoxidable.
| Material | Localizar la grieta y vaciarla | Precalentamiento y entre pasadas | Aporte y técnica | Cuidado con |
|---|---|---|---|---|
| Acero estructural no aleado (S235, S355) | PT o MT; amolar o ranurar con arco-aire, chaflán en V o U, caras ranuradas amoladas hasta metal limpio | Según la calculadora: S355J2, 20 mm — 75 °C con HD 4, 120 °C con HD 12; entre pasadas desde el precalentamiento hasta 250 °C | Electrodo básico o hilo macizo MAG de resistencia igual; cordones rectos desde los extremos taladrados hacia el centro | La causa: una grieta de fatiga vuelve si el detalle sigue igual |
| Acero de alta resistencia o grueso (S460 y más, más de 30 mm) | Mejor MT; vaciar toda la profundidad, la grieta va más honda de lo que parece | Nunca por debajo del valor calculado: S460N, 40 mm, HD 4 — 185 °C; el chaflán de reparación está más embridado que la unión original | Solo consumibles de bajo hidrógeno (HD 5 o menos), básicos resecados; t8/5 dentro de la ventana del fabricante del acero | Las grietas en frío salen horas después: control final a las 24–48 h |
| Acero inoxidable austenítico (1.4301, 1.4404) | Solo PT: MT no funciona en acero austenítico; amolar con discos que solo se usan en inox | Sin precalentamiento; entre pasadas por debajo de unos 150 °C | Aporte acorde a la calidad, grados L (C por debajo de 0,03 %); poco aporte térmico, cordones cortos | Sensibilización entre 450 y 850 °C; quitar las coloraciones tras soldar |
| Fundición gris y nodular, método en frío | PT, o calentar un poco la pieza aceitosa: el aceite que sale dibuja la grieta; taladros de 3–4 mm, chaflán en U con fondo redondeado, quemar el aceite | Sin precalentamiento; el siguiente cordón cuando la pieza se pueda tocar con la mano | Ni-CI o NiFe-CI (EN ISO 1071), unos 25 A por mm de diámetro, cordones de 20–40 mm, martillar cada uno en caliente | La ZAT se vuelve fundición blanca: la reparación aguanta pero no se mecaniza |
| Fundición, método en caliente | Como en el método en frío | Toda la pieza a 500–600 °C, mantenida durante el trabajo, enfriamiento lento en horno durante horas | Soldadura oxigás con varilla de fundición y fundente | Hace falta horno; la única vía a una unión que se mecaniza como la pieza |
| Aleaciones de aluminio | PT; óxido fuera con cepillo de inox reservado al aluminio, vaciado con fresa de metal duro | Solo un calentamiento moderado; serie 6xxx como mucho unos 120 °C y no más de 15 min | TIG en alterna o MIG; 5356 o 5183 para 5xxx, 4043 o 5356 para 6xxx, 4043 para piezas fundidas | El calor elimina el endurecimiento por envejecimiento de la 6xxx en la ZAT: la zona reparada queda más débil |
| Acero moldeado | PT o MT; los rechupes bajo la superficie suelen ser mayores que la indicación: vaciar hasta un chaflán sano | Como el acero laminado de la misma composición: CE o CET del certificado y luego la calculadora | Aporte de bajo hidrógeno acorde a la composición | Si la pieza se trató térmicamente, su especificación puede exigir tratamiento térmico tras la reparación |
Documentación, WPS y procedimiento
En una pieza fabricada según norma, la reparación se suelda con un WPS como cualquier soldadura de producción. Si el proceso, el grupo de material, el espesor y la posición del chaflán de reparación entran en el rango de una cualificación existente (WPQR según ISO 15614-1), vale el WPS original; otro proceso o un chaflán fuera de ese rango necesitan su propio procedimiento cualificado. En un sistema de calidad según ISO 3834 la reparación es una no conformidad: instrucción de reparación por escrito, nueva inspección con los requisitos originales y un registro. Reparar sin papeles vale para un soporte en tu propio patio, no para una pieza que tiene que aceptar otra persona.
Cuándo no hacer una soldadura de reparación
- Equipos a presión y piezas sometidas a presión: solo una empresa y un procedimiento que acepte la reglamentación aplicable, con inspección. No es un trabajo de taller de paso.
- Equipos de elevación, piezas de frenos y de dirección y todo lo que, al fallar, pueda herir a alguien: se sustituye.
- Grietas de fatiga sin cambiar el diseño. La soldadura reproduce la misma entalla y la grieta vuelve. Primero la causa — carga, detalle, rigidez — con el proyectista.
- Piezas templadas y tratadas térmicamente: muelles, engranajes cementados, ejes bonificados. El calor de la soldadura destruye el tratamiento y la ZAT se templa. Solo con un procedimiento que incluya tratamiento térmico después; si no, sustitución.
- La fundición blanca y las piezas templadas en coquilla son prácticamente insoldables; la fundición quemada por años de trabajo en caliente vuelve a agrietarse junto a cada cordón.
- Un sitio reparado ya dos veces. Ahí el acero se ha sobrecalentado dos veces y es frágil.
- Acero que no se puede identificar. Sin CE no hay valor de precalentamiento; primero un análisis o al menos una medida de dureza.
Errores de reparación: causa, comprobación, remedio
Ocho errores en el orden en que aparecen durante una reparación.
| # | Causa | Cómo comprobarlo | Qué hacer |
|---|---|---|---|
| 1 | Grieta soldada por encima sin vaciar | Una línea o una indicación PT en el fondo del chaflán | Vaciar hasta metal sano y confirmarlo con PT o MT antes del primer cordón |
| 2 | Extremos de la grieta sin localizar o sin taladrar | En pocos días una grieta nueva sigue más allá del final de la reparación | Localizar los extremos reales con PT, taladrar 3–4 mm justo detrás de cada uno, incluir los taladros en el chaflán |
| 3 | Precalentamiento bajo o con el soplete en un punto | Tiza termométrica o termómetro de contacto a ambos lados del chaflán, no solo en la superficie de al lado | Calentar de forma uniforme una banda ancha hasta el valor de la calculadora y mantenerlo en todas las pasadas |
| 4 | Electrodos básicos húmedos | El arco escupe, poros finos en superficie, al día siguiente una grieta transversal o en la ZAT | Resecar a 300–350 °C durante 2 h y guardar después en termo a 100–150 °C |
| 5 | Control final justo después de la última pasada | «Sin indicaciones» una hora después de soldar | En aceros con carbono equivalente alto, END final no antes de 24–48 h después de soldar |
| 6 | Grieta de fatiga resoldada sin cambiar el detalle | Grieta en el pie del cordón, un taladro o un recorte con carga variable, marcas de playa en la rotura | Averiguar la carga y cambiar el detalle con el proyectista; la soldadura sola reproduce la misma entalla |
| 7 | Tercera reparación en el mismo sitio | Restos de reparaciones anteriores, zona dura y frágil | Cambiar la pieza o el tramo: el acero sobrecalentado dos veces es frágil |
| 8 | Electrodo de acero sobre fundición | A los pocos días una grieta a lo largo de la línea de fusión, la broca resbala en el cordón | Electrodo de níquel, cordones cortos, martillado |
Para seguir
Por qué se forman las grietas y cómo se numeran en un informe: fisuras en soldadura. Qué encuentra y qué no ve cada método de inspección: la tabla del catálogo de defectos de soldadura. Injertos, recargues y reparaciones de estructuras y maquinaria: reparaciones y recuperación. Los números para tu acero: precalentamiento, carbono equivalente y tiempo de enfriamiento t8/5.
Preguntas frecuentes
¿Se puede soldar una grieta por encima sin vaciarla?
No. La punta de la grieta queda bajo el cordón nuevo y la grieta sigue creciendo desde ella. La grieta se vacía hasta metal sano, el chaflán se revisa con líquidos penetrantes o partículas magnéticas y solo entonces se suelda.
¿De qué diámetro son los taladros en los extremos de la grieta?
De 3–4 mm, justo detrás de cada extremo, cuando los líquidos penetrantes han mostrado dónde termina de verdad la grieta. El taladro elimina la punta aguda; después forma parte del chaflán de reparación y se suelda con él.
¿Qué precalentamiento necesita una soldadura de reparación?
Como mínimo el de la unión original, calculado con el CET, el espesor, el hidrógeno y el aporte térmico. Para S355J2 de 20 mm y 1,5 kJ/mm la calculadora da 75 °C con aporte de bajo hidrógeno (HD 4) y 120 °C con electrodo de rutilo (HD 12). El chaflán de reparación está más embridado que la unión original, así que el valor calculado es el mínimo.
¿Cuándo se inspecciona la soldadura de reparación?
A la vista y con líquidos penetrantes enseguida, pero en aceros con carbono equivalente alto los END finales se hacen no antes de 24–48 h después de soldar, porque las grietas en frío aparecen con retraso. El tiempo de espera real lo fija la norma del producto o el plan de inspección.
¿Una reparación necesita su propio WPS?
No siempre. Si el proceso, el grupo de material, el espesor y la posición de la reparación entran en el rango de una cualificación existente (WPQR según ISO 15614-1), se suelda con ese WPS. Otro proceso, un chaflán fuera del rango de espesores o un material distinto exigen su propia cualificación.
Fundición: ¿reparación en frío o en caliente?
En frío, con electrodos Ni o NiFe, cordones cortos de 20–40 mm y martillado, para la mayoría de soportes y carcasas. En caliente, con toda la pieza a 500–600 °C y enfriamiento lento en horno, cuando la zona reparada hay que mecanizarla después.
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