Definición
Es la región del metal base que no se fundió durante la soldadura, pero cuya microestructura y propiedades mecánicas han cambiado debido al calor de la soldadura.
Mucha gente confunde la ZAT con la zona fusionada.
Aunque la zona fundida tiene muchas transformaciones químicas y metalúrgicas durante su fusión y solidificación, y por lo tanto se ve afectada por el calor o la temperatura, no es lo que llamamos ZAT.
Para comprender mejor la distinción de estas definiciones, observe la siguiente imagen:
Debilidad de HAZ
HAZ es una región que puede convertirse en el punto débil en una junta de soldadura que, en condiciones normales, sería lo suficientemente fuerte.
Esto es común en los aceros al carbono, donde además de que la ZAT es menos resistente que el metal de soldadura (WM), puede ser una fuente de defectos y la fuente de una falla catastrófica.
Aunque es menos resistente que WM, la calificación de un procedimiento de soldadura debe asegurar que HAZ sea más fuerte o al menos conserve las características del metal base original.
Algunas de las razones de la fragilidad de la ZAT de un acero al carbono se pueden ver a continuación:
- Los granos en la ZAT crecen debido al calor y la temperatura máxima. Las microestructuras de grano grueso tienen menor tenacidad a bajas temperaturas y, en general, menor resistencia a la corrosión.
- El calor también favorece la coalescencia y esferonización de los componentes de acero, como la cementita, reduciendo la resistencia mecánica.
- El ciclo térmico típico de la soldadura y su enfriamiento rápido de la ZAT pueden ayudar y mejorar la formación de una estructura cristalina dura y quebradiza conocida como martensita.
- La estructura martensítica generada es fundamental para la absorción y el agrietamiento del hidrógeno (agrietamiento en frío). Esta grieta generalmente no es visible para el ojo humano, pero puede comprometer gravemente el rendimiento o reducir la vida útil del equipo.
- El aumento de dureza causado por la nueva microestructura martensítica disminuye la resistencia a la corrosión y al impacto.
Una observación es que otros tipos de materiales pueden tener una ZAT más fuerte, contrariamente a nuestro paradigma tradicional. Como resultado, pueden aplicarse otras consideraciones.
Regiones de una ZAT
Los conceptos de fragilización anteriores son genéricos. Además de variar de un material a otro, tienen variaciones dentro de la propia ZAT.
Según GRONG & amp; AKSELSEN, una sola pasada se puede dividir en 5 regiones muy características, dependiendo de la temperatura pico:
- Región parcialmente fundida: Temperatura cercana al punto de fusión.
- Región de grano grueso: Temperatura máxima por encima de 1100ºC.
- Región de grano fino: temperatura máxima justo por encima de la temperatura crítica de transformación.
- Región intercrítica: temperatura máxima ligeramente por debajo de la temperatura de transformación crítica.
- Región subcrítica: temperatura máxima ligeramente por debajo de la temperatura AC1 o AR1.
La siguiente representación proporciona una analogía perfecta entre la distribución térmica, las temperaturas máximas alcanzadas y la división en regiones.
Una soldadura multipaso presenta naturalmente una mayor complejidad de análisis, ya que las siguientes pasadas atemperarán las anteriores.
Es importante señalar que la generalización del tema anterior es solo para facilitar la comprensión (didáctica) y para dirigir los esfuerzos de control de calidad.
La extensión de una ZAT
Vale la pena señalar que la ZAT es la zona afectada por el calor (temperatura) en el metal base y que no es sinónimo de una zona calentada.
La región que tiene su temperatura aumentada es mucho más grande, pero solo consideramos el área "afectada" o "dañada" por el calor como una ZAT.
Vea a continuación dos macrografías con una indicación de la ZAT. La macro de la derecha es mucho más evidente dado el color mucho más oscuro de la ZAT.
El cambio de propiedad del material dependerá principalmente de:
- Material base.
- Coeficiente de conductividad térmica.
- Temperatura de precalentamiento.
- Entrada de calor.
Material base
Las características de HAZ dependen fundamentalmente del ciclo térmico y la distribución térmica. Y eso depende del tipo de metal base y del procedimiento de soldadura.
Dependiendo del tipo de metal a soldar, los efectos del ciclo térmico pueden variar mucho.
En el caso de metales no transformables (por ejemplo, aluminio), el cambio estructural más marcado será el crecimiento del grano (o recocido en el caso de las aleaciones endurecidas).
Coeficiente de conductividad térmica
El La conductividad del material base juega un papel importante.
Si el coeficiente es alto, el material tiene una alta tasa de enfriamiento y una pequeña zona afectada térmicamente.
Un coeficiente bajo da como resultado una mayor concentración de calor, una velocidad de enfriamiento más lenta y, en consecuencia, una HAZ más alta.
Entrada de calor (por proceso de soldadura)
La La cantidad de calor introducido por el proceso de soldadura juega un papel importante, por ejemplo:
- La soldadura con gas tiene un alto aporte de calor, lo que hace que la ZAC aumente de tamaño.
- La soldadura láser, por otro lado, proporciona una cantidad de calor muy concentrada y limitada, lo que resulta en una pequeña ZAC.
- La soldadura por arco se encuentra entre estos dos extremos, con una gran variación entre cada proceso según el aporte de calor.
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Citación
Cuando necesite incluir un hecho o información en una tarea o ensayo, también debe incluir dónde y cómo encontró esa información (HAZ).
Eso da credibilidad a su papel y a veces se requiere en la educación superior.
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Luz, Gelson. ¿Qué Es La Zona Afectada Por El Calor (ZAT o HAZ)?. Blog de Materiales. Gelsonluz.com. dd mmmm aaaa. URL.
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