Soldadura de reparación de herramientas en la fabricación de automóviles y motocicletas

Las reparaciones tan extensas y complicadas que requieren los numerosos tipos de herramientas utilizadas en la fabricación de vehículos de motor hacen necesario un buen conocimiento de las características del metal base de la herramienta. Sin embargo, las aleaciones de soldadura para mantenimiento de Magna, debido a sus buenas propiedades en cuanto a versatilidad y rendimiento, pueden serle de gran ayuda a la hora de acometer reparaciones especialmente difíciles.

En la actualidad se utilizan una gran cantidad de metales base diferentes; no obstante, a continuación únicamente se recogen las técnicas de reparación de soldaduras de los tipos más importantes.

FUNDICIONES A TROQUEL
Para resistir tensiones operacionales severas, los aceros para herramientas de aluminio de fundición inyectada deben tener las siguientes características: buena resistencia a la fatiga térmica, funcionamiento óptimo a temperaturas elevadas, buena conductividad térmica y no ser propensos al agarrotamiento. Los grados de acero AISI H11/1.2343/JIS-SKD 6 y AISI H13/1.2344/JIS-SKD 61 son los más utilizados en los componentes principales de las herramientas de fundición inyectada.

Otro metal base muy tenaz para troqueles, inserciones o esparcidoras es el acero Maraging (acero reforzado intermetálicamente compuesto por un 18% de níquel, un 7'5% de cobalto y un 5% de molibdeno que se enfría desde unos 820ºC para producir martensita exenta de carbono) 1.6358/18 Ni 300 que se caracteriza por su superior resistencia al agrietamiento por calor y por mostrar una menor tendencia al agarrotamiento que los aceros para herramientas de trabajo en caliente usuales.

La soldadura de reparación de grietas o de zonas y aristas gastadas puede realizarse con nuestro electrodo de acero para herramientas de trabajo en caliente Magna 470 CA - CC. Los depósitos tendrán unas características muy similares a los de los metales base.

Magna 470, sin embargo, por su elevada dureza en condición ya soldada, no precisa mecanizado alguno. El procedimiento de soldadura sería similar al estipulado para las prensas de forjar en caliente.

PRENSAS DE ESTAMPACION Y ACUÑACION
Los materiales de trabajo más habituales que se utilizan en la fabricación de herramientas de estampación y acuñación son los siguientes: fundición gris, hierro fundido de grafito esferoide y hierro fundido templado a la llama.

Las zonas gastadas de este tipo de herramientas pueden repararse por medio de la técnica de la reconstrucción utilizando el proceso manual de la arcosoldadura y el método de la soldadura en frío.

El mejor electrodo para este tipo de trabajos es Magna 770 CA - CC, electrodo universal e innagrietable de hierro fundido que se caracteriza por su buena resistencia. Este electrodo especial está disponible en varios diámetros (4'8 mm, 4'0 mm, 3'2 mm y 2'4 mm) y proporciona depósitos suaves y de fácil mecanización en la reparación de fundiciones de hierro gris y nodular sin necesidad de precalentamiento alguno. Sus características de capilaridad seguirán siendo buenas aún cuando se aplique sobre superficies empapadas de aceite. Magna 770 CA - CC es también un electrodo apto para la unión de acero y hierro fundido nodular.

Otro factor muy importante que hay que tener en cuenta antes de la soldadura es la limpieza de las superficies que se van a soldar. Aquellas fundiciones que presenten señales profundas de aceite o grasa tenderán a producir porosidades pesadas en el depósito de soldadura. En consecuencia, para conseguir mejores resultados, debería quemarse por completo el aceite con una llama de gas.

Otros contaminantes de la superficie podrán retirarse con vapor o con arena. No obstante, para cerciorarnos al 100% de la limpieza de estas superficies, siempre podremos pulverizarlas con el desengrasante Magna 990 (no tóxico y no inflamable).

Cuando se utiliza Magna 770, el precalentamiento no es necesario pero puede ser ventajoso hasta los 100ºC. Los procedimientos de soldadura utilizados habitualmente, tales como la soldadura de tramos cortos, la soldadura en retroceso o el martilleo, son técnicas a las que también se puede recurrir.

HERRAMIENTAS DE CORTE EN FRIO
Las cortadoras y los punzonadores así como las bridas o los botadores grandes se consiguen a partir de carbono con un 12% de Cr (por ejemplo AISI D3/1.2080/JIS-SKD o AISI D2/1.2601/JIS-SKDII). Estos grados de aceros templados al aire pertenecen al grupo de los aceros catalogados como más difíciles de soldar.

Al endurecerse durante el proceso de enfriamiento en aire quieto, el peligro de que aparezcan grietas en la zona afectada por el calor o depósitos de soldadura similares, es bastante grande. En el caso de reparaciones extensivas, es necesario aplicar un tratamiento de recocido blando a una temperatura de 800-850ºC (1470-1550ºF) antes de la soldadura. La soldadura debería llevarse a cabo a una temperatura de precalentamiento y de deposición entre los diferentes cordones de 400-450ºC (750-840ºF).

Metales de aportación similares a éstos son Magna 450 CA - CC (electrodo de acero para herramientas templado al aire) y Magna 450 TIG. Además, podrá utilizarse Magna 470 TIG para el temple superficial de aristas cortantes.

Tras la soldadura en la condición de recocido blando, enfríe la pieza lentamente a 80-100ºC (190-210ºF) para posteriormente recocerla de nuevo antes de proceder con el mecanizado. Por último mecanice, endurezca y temple la pieza de trabajo hasta que alcance la dureza precisa. No será preciso realizar un proceso tan complejo como éste cuando únicamente estén gastadas las aristas cortantes.

En muchos casos el temple superficial de las cortadoras puede realizarse en condición templada utilizando uno de los consumibles anteriormente mencionados. En este caso la temperatura de precalentamiento será de 400ºC (750ºF).

Para ecualizar la temperatura tras la soldadura se recomienda colocar la herramienta en un horno precalentado y dejarlo allí a 400ºC (750ºF) durante aproximadamente 2 horas. El enfriamiento debería realizarse en este mismo horno a 200ºC (400ºF) y después a temperatura ambiente.

La dureza del depósito ronda los 60RC, lo que significa que el mecanizado ya no es posible. Sólo se podrá recurrir al rectificado y al erosionado. En aquellos casos en los que el mecanizado sea obligatorio y no pueda recocerse la pieza tras su endurecimiento superficial, Magna recomienda la aplicación del Electrodo de Acero para Herramientas Resistente al Calor Magna 471 CA - CC. El depósito de este electrodo es fácil de mecanizar y se le puede nitrar para incrementar su dureza y resistencia al desgaste.

PRENSAS DE FORJAR EN CALIENTE
Los metales base más utilizados en la fabricación de prensas de forjar en caliente son AISI H13 1.2344/JIS SKD 61 y AISI H12/1.2606/JIS-SKD 62. El principal problema que presentan estas herramientas son las grietas térmicas y el desgaste derivados de las temperaturas de funcionamiento tan elevadas. Los metales de aportación más adecuados para las reparaciones en este tipo de aceros para herramientas de trabajo en caliente son Magna 470 CA - CC o Magna 470 TIG que ya se han mencionado con anterioridad.

Ambas aleaciones alcanzan su punto máximo de dureza en condición ya soldada y su resistencia al desgaste es similar a los metales base.

Características más importantes:
1.- La soldadura debe realizarse a una temperatura de 300-400ºC (570-750ºF).
2.- Soldar a intervalos cortos en función de lo establecido en las normas generales de soldadura.
3.- Después de cada pasada se recomienda martillear el cordón para así reducir las tensiones de contracción.
4.- Enfriar lentamente la pieza a unos 100ºC (210ºF) y templarla durante aproximadamente 2 horas.

En el caso de Magna 470 CA - CC, la dureza, según los valores de la escala Rockwell C, ronda los 57.