La Distribución de Temperatura y el Ciclo Termico

By | 5 junio, 2014

La Distribución de Temperatura.

Representa las temperaturas existentes en un momento determinado, en varios puntos del metal que ha sido o está siendo soldado.

El Ciclo Térmico.

Representa como varía la temperatura a lo largo de todo el tiempo de un punto cualesquiera del metal durante la soldadura. El ciclo térmico representa por lo tanto la historia térmica de un punto cualquiera del metal y por ello, tiene una influencia notable en la micro estructura final de dicho metal y en sus propiedades mecánicas.

Sin embargo la fuente de calor no permanece estacionaria, sino que durante la soldadura se mueve alejándose de la sección que se consideró originalmente. La zona que ha recibido directamente el calor del arco y sus proximidades comenzarán a enfriarse, mientras que aquellas que están más próximas a la fuente de calor comenzarán a calentarse, elevando su temperatura. Al cabo de algunos segundos, las curvas de temperaturas en nuestra sección considerada originalmente irán variando como se muestra en la figura 1.2, transformándose la curva, según va pasando el tiempo y se va alejando de la fuente de calor, en otra curva cada vez más tendida, hasta que es prácticamente horizontal y termina confundiéndose con una recta cuando se alcanza la temperatura ambiente. Si colocamos ahora termocuplas sobre toda la superficie de las planchas a soldar, para medir cada punto de aquella, el ciclo térmico durante la soldadura y dibujamos las curvas isotermas a partir de las mediciones de temperatura, obtendríamos una representación como de la figura.

cicclo termico soldadura

*Curvas isotérmicas que se producen en una plancha sometida a soldadura a tope.

Tanto las curvas de distribución de temperatura como las isotermas dependen de los siguientes factores:

  1. El baño fundido, que actúa como foco de calor más o menos permanente.Aquí los parámetros a tomar en cuenta son la intensidad de corriente, el voltaje y la velocidad de avance.
  2. La masa del metal, que absorbe el calor. Aquí el factor determinante es el espesor de la pieza a soldar y la configuración del tipo de junta.
  3. La temperatura inicial del metal base, que incide sobre el gradiente de temperatura. Aquí el factor a considerar es la temperatura ambiente o la temperatura a la cual ha de ser precalentado antes desoldar.Los enfriamientos desde elevadas temperaturas pueden provocar grandes cambios en las propiedades mecánicas del acero. Analicemos ahora lo que sucede durante la soldadura en diversos puntos de la unión soldada.En la imagen  se muestra  la curva de Temperatura vs. Tiempo representa los ciclos térmicos correspondientes a los puntos 1, 2, 3, 4 y 5 ubicados en la unión soldada.

ciclo termico t velocidad soldadua

Observando las distintas curvas de enfriamiento, podemos advertir lo siguiente:

  1.  La velocidad de calentamiento es mucho más rápida que la de enfriamiento.
  2. La temperatura máxima alcanzada es más alta cuanto más próximo está el punto de la fuente de calor.
  3. Las velocidades de enfriamiento en cada punto son siempre inferiores a las que experimenta el metal fundido y serán aun menores cuanto más alejado esté el punto del baño fundido (la velocidad de enfriamiento se puede determinar por la pendiente de las curvas de enfriamiento a cualquier temperatura).

Analizando de forma mas detallada la curva Temperatura vs. Tiempo la cual indica que es lo que pasa en el instante en que se suelda y que es lo que pasa luego de la soldadura, para ello observemos la figura 1.5 la cual muestra casos típicos de ciclos térmicos producidos por soldadura por arco eléctrico empleando un proceso de arco sumergido en una placa de 12.5mm de espesor con un aporte térmico de 3940 Joules/mm y con una temperatura inicial de la placa de 27oC (temperatura ambiente)

One thought on “La Distribución de Temperatura y el Ciclo Termico

  1. Oscar Mario CARPIO

    Muy interesante este articulo sobre el comportamiento de los materiales por la influencia de la distribuicion de la temperatura

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