LA SOLDADURA Y LA ZONA AFECTADA POR EL CALOR (ZAC)
Entendé por qué soldar implica alterar las propiedades del metal base, qué es la Zona Afectada por el Calor (ZAC) y por qué es la zona más crítica de toda unión soldada.
¿Qué es la coalescencia en soldadura?
La coalescencia es la posibilidad de que dos o más materiales se unan en un único cuerpo. Dicho esto, podemos decir que “la soldadura es una coalescencia localizada de metales o no metales producida por calentamiento de los materiales a temperaturas de soldadura, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión solamente y con o sin el uso de material de aporte”.
Los metales están conformados por estructuras muy pequeñas denominadas granos, separados entre sí por los llamados límites de grano y unidos entre sí por los llamados enlaces metálicos. El tamaño, la forma y la disposición espacial de estos granos definen las propiedades de los distintos metales: punto de fusión, conductividad eléctrica, conductividad térmica, dureza, entre otras.
Una de las maneras de alterar la posición y el comportamiento de los granos es a través de la aplicación de temperatura: cuando esta se incrementa, los granos empiezan a vibrar y buscan separarse unos de otros. Cuando la temperatura es tal que los granos dejan de atraerse entre sí, los enlaces metálicos desaparecen y el material pasa a estado líquido — esa temperatura es la que conocemos como punto de fusión. Esto explica por qué los metales se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse, buscando volver a su estado inicial. Veamos qué implica esto para el proceso de soldadura.
PARTES DEL CORDÓN DE SOLDADURA
Es la estructura de metal sobre la que se realiza la soldadura, y sobre la que se aplica el calor necesario para lograr la unión.
Es la unión resultante entre las piezas de metal base, generada por la aplicación de calor y, en los casos que corresponda, de material de aporte.
Es el material que queda por encima del nivel de la superficie del metal base, en la parte superior del cordón de soldadura.
Es la parte más profunda del cordón de soldadura, ubicada en la base de la unión.
Zona Afectada por el Calor (ZAC)
La Zona Afectada por el Calor (ZAC) es la zona que se encuentra a los costados del cordón de soldadura. Podemos reconocerla visualmente de manera muy fácil: en el caso del acero al carbono y el acero inoxidable, se observa una zona violácea que indica esquemáticamente los límites de esta región. La ZAC es la zona más crítica del cordón de soldadura: las propiedades de la unión están definidas sobre todo por las propiedades del material de aporte (en los casos en que se aporte), y la zona más vulnerable a los esfuerzos mecánicos es justamente la ZAC. Por eso, las uniones soldadas que fallan suelen romperse en las zonas aledañas al cordón de soldadura, quedando este último intacto.
Durante la soldadura, el calor se propaga desde el cordón hacia ambos lados del metal base. Ese flujo de calor es lo que genera la Zona Afectada por el Calor a los costados de la unión.
Punto de fusión y propiedades del metal: la paradoja de soldar
Soldar implica necesariamente llevar al metal a su punto de fusión, pero ese mismo calor altera las propiedades originales del material en la zona aledaña al cordón.
Necesidad del punto de fusión
El proceso de soldadura inevitablemente necesita que el material llegue al punto de fusión para poder soldarse de manera genuina. Es la temperatura en la que los enlaces metálicos entre los granos desaparecen y el material pasa a estado líquido.
Alteración de las propiedades del metal
Aplicarle temperatura a un metal implica modificar la posición original de sus granos, y esto afecta sus propiedades. Por eso, la zona aledaña al cordón de soldadura queda afectada térmicamente: es lo que conocemos como Zona Afectada por el Calor.
En resúmen..
Soldar requiere llevar al metal a su punto de fusión, pero ese mismo calor modifica la posición de los granos y altera las propiedades del material en la zona aledaña al cordón: la Zona Afectada por el Calor (ZAC), la región más crítica y vulnerable a los esfuerzos mecánicos de toda unión soldada. De ahí surge un refrán frecuente entre soldadores: “la mejor soldadura es la que no se hace”, ya que soldar inevitablemente cambia las propiedades originales del metal base y, paradójicamente, altera su capacidad ante ciertos esfuerzos.
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