¿Por qué se forman grietas en caliente en las soldaduras de aluminio?

Las grietas en caliente en la soldadura de aleaciones de aluminio comprenden principalmente las grietas de solidificación en el metal de soldadura y las grietas de licuación en la zona afectada por el calor. Ambas se producen a altas temperaturas, cuando una película líquida débil no puede soportar la deformación por tracción generada durante el enfriamiento.

Por qué las aleaciones de aluminio son susceptibles

El aluminio se expande aproximadamente el doble que el acero ante un mismo cambio de temperatura. Durante la solidificación, pueden quedar eutécticos de bajo punto de fusión a lo largo de los límites de grano, mientras que el metal circundante se contrae. Las aleaciones con un amplio intervalo de solidificación son especialmente vulnerables, ya que la película líquida continua persiste durante más tiempo y tiene poca capacidad para soportar deformaciones.

La susceptibilidad a la formación de grietas depende de la composición del metal base, del metal de aportación, de las restricciones de la unión y de los parámetros de soldadura. El aluminio puro es el menos susceptible. Las aleaciones de Al-Cu se encuentran entre las más susceptibles, y las aleaciones de duraluminio (Al-Cu-Mg) y las aleaciones de alta resistencia (Al-Zn-Cu-Mg) no suelen ser adecuadas para la soldadura por fusión convencional.

Cómo influye el metal de aportación en la formación de grietas

Un material de aportación puede alterar la composición de la soldadura, el intervalo de solidificación y la cantidad eutéctica. Un alambre de Al-Si que contenga aproximadamente 5% de Si, como el 4A01 de la fuente, tiene una buena capacidad de reparación de grietas, aunque su resistencia y ductilidad en la soldadura son relativamente bajas. Pequeñas adiciones de Ti, Zr, V o B pueden refinar los granos y reducir la formación de grietas al distribuir la deformación entre un mayor número de límites de grano.

Cómo reducir el agrietamiento en caliente

• Selecciona una combinación compatible de metal base y metal de aportación que reduzca al mínimo el intervalo de solidificación vulnerable.
• Utiliza una fuente de calor concentrada y evita una intensidad de corriente innecesariamente alta.
• Controla la velocidad de avance. Una velocidad excesiva, combinada con una corriente elevada, puede aumentar la sensibilidad a las grietas.
• Reducir la restricción de las juntas mediante un diseño adecuado de las ranuras, los puntos de fijación y la secuencia de soldadura.
• Evita la soldadura intermitente, en la que los arranques y paradas repetidos provocan ciclos térmicos locales muy intensos.

No hay ningún parámetro por sí solo que elimine el agrietamiento en caliente. El control de la composición, el refinamiento del grano, el control de la aportación de calor y la reducción de la restricción deben combinarse.