Soldadura – Cristalización de los metales

By | 1 noviembre, 2013

En este capítulo hablaremos de la cristalización de los metales y su importancia en la soldadura ,todos los metales al solidificarse,se solidifican en  forma de cristales. Cada metal tiene su propio sistema de cristalización.Algunos metales,al variar de temperatura,tambíen varia su esctructura cristalina,por ejemplo,en el hierro (Fe) que a temperatura ambiente presenta un tipo de cristalizacion cúbica centrada en el cuerpo,al llegar a 910C cambia a una cristalización cúbica de caras centradas…

Cuando calentamos un metal hasta su punto de fusión,este se derrite.En su enfriamiento,el metal liquido va perdiendo energía térmica a través del aire.Cuando alcanza la temperatura de solidificación,sus átomos van asumiendo una estructura cristalina.Como comentabamos antes,cada metal tiene su propia estructura de cristalización.Cuanto más rápidamente se enfrie el metal en cuestión,mayor es el numero de cristales formados.Al formarse más rapidamente y al haber más cristales,el tamaño del grano del metal solidificado,disminuye.Con lo cual disminuye su resistencia y se pordía decir que es una mala soldadura .

Estructura de los metalesen la soldadura

estructura cristalina de los metales soldaduraEl tamaño del grano es determinante en las propiedades del material,así que si enfriamos el acero rapidamente,podría perder las propiedades para la que ha sido creado.Comentabamos que el tamaño del grano tiene mucha influencia en el material de soldadura y en sus propiedades.Púes bien,cuanto más pequeño sea el grano,sus características mecánicas son muy superiores al mismo material de grano grueso.Al saber esto,el soldador tiene que tomar las medidas necesarias para conservar este grano,su tamaño.su resistencia … Por ejemplo,un calentamiento excesivo del metal base de soldadura  o un enfriamiento rápido del mismo,originan una estructura de grano grueso,la cual devilitaría el material que estamos utilizando en la soldandura y sus propiedades,sería más frágil …

En los metales o aleaciones liquidas (por encima del punto de fusíon),los átomos de estos materiales,se van agrupando al azar,de una forma discontinua,desigual y aún acarrean una gran energía y movimiento.Cuando el metal se va enfriando y cuanto más se acerca al punto de solidificación algunos de estos átomos ya se han reducido, y con esta disminución también aminora su movilidad dentro de la masa de metal,de forma que ocupan con respecto al resto,una orientación más posicionada.Así que se parecería al metal en su forma solida.

Cuando el metal ya se ha solidificado,estos grupos solitarios de átomos,ya pueden estar enlazados como en el cristal elemental,bien orientados… Adquieren una estructura endurecida y una orientación específica con respecto a los otros.Los átomos limitrofes cuando han perdido la energía térmica necesaria,pueden irse agregando a este cristal elemental formado antes.Creando así nuevos cristales y a medida que esto ocurre,conforma dentro de la masa liquida,una estructura de redes cristalinas en crecimiento.Cuando anlanzan un tamaño concreto,se sonvierten en núcleos de cristalización,y cuando los átomos más cercanos van enfriandose,perdiendo su energía termica,a su alrededor cece la red cristalina.Esto ocurre en la masa líquida y no toda la masa liquída se enfría partiendo de un punto en concreto,si no que más bien comienza en multiples lugares.Así que esta red de cristales,comienza en diferentes puntos del liquido,creciendo simultaneamente a través de la masa.

Mientras se está cristalizando el material,la masa de liquido periférico al cristal creciente ya formado,mantiene una forma relativamente correcta.Los átomos perifericos se enlazan en su posición adecuada y la red cristalina sigue creciendo y sustentando la geometría.Pero claro,como comentabamos,el metal fundido,no se enfria por igual,la transferencia de calor puede ser en diferentes direcciones creando así los llamados ejes de cristalización.Trás estos ejes,siguen creciendo nuevos ejes de cristacilación,en direcciones perpendiculares,depués perpendicularmente crecen otros nuevo ejes … su aumento, proliferación conducen a multiplicación progresivos, lo que acarrea a la interpenetración y formación del cuerpo sólido.

Durante su crecimiento,dentro de la masa líquida,los cristales empiezan a entrar en contacto unos con otros,lo que impide la creación de cristales geométricamente correctos,con lo cual,después de la solidificación completa,la forma de estos cristales,adquieren una naturaleza imprevista.A estos cristales se les conoce como granos y a los metales compuestos por un gran número de granos,se les conoce como cuerpos metalicos policristalinos.Estos granos dependen de la velocidad de crecimiento con la que se formen y crezcan los nucleos.La velocidad de formación y de crecimiento de estos núcleos depende mucho del enfriamiento rápido del material y de una sobrefúsion.

Como comentabamos antes,el tamaño y la cantidad de granos que posean estos cuerpos metálicos,depende mucho del calor aportado o de la rapidez con la que se enfrie el metal.

Con un enfriamiento rápido del metal fundido,la creación de núcleos es mucho mayor lo que conduce a un grano grueso,mientras ocurre lo contrario con un enfriamiento lento.Así que si consiguiesemos un enfriamento lo suficientemente lento,los núcleos,las ramificaciones … podrían formar unos granos pequeños y casi greométricamente perfectos.

3 thoughts on “Soldadura – Cristalización de los metales

  1. Pingback: Tratamientos térmicos de los metales - Soldadura - soldadura.org | Soldadura - soldadura.org

  2. Fernando Martínez

    Yo soy soldador me gusta toda esta teoria de soldadura muy buena la especificación gracias

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