Soldar acero inoxidable con TIG: calor, color y corrosión
El calor decide un cordón en inoxidable: sensibilización, coloración térmica, material de aporte, purga y dúplex — qué controlar y por qué mandan las cifras.
El acero inoxidable no es difícil de soldar. Lo difícil es soldarlo y que siga siendo inoxidable — y casi todos los defectos que importan se reducen a la misma variable: cuánto calor entró y cuánto tardó el metal en deshacerse de él.
Qué hace inoxidable al inoxidable
La resistencia a la corrosión no procede de la masa del metal, sino de una capa pasiva de óxido de cromo, de unos pocos átomos de espesor, que se forma en la superficie y se rehace sola cuando se raya — mientras quede cromo libre suficiente en el metal de debajo.
Todo lo que hay en esta página sirve para proteger esa capa o para restituirla después.
Sensibilización: el defecto que no se ve
Si el inoxidable austenítico permanece entre unos 425–815 °C, el cromo empieza a combinarse con el carbono formando carburos que precipitan en los bordes de grano. El carburo en sí no es el problema; el problema es lo que se lleva consigo: el metal inmediatamente contiguo al borde queda empobrecido en cromo, y un metal empobrecido no puede rehacer la capa pasiva.
La pieza sigue pareciendo inoxidable. En servicio se corroe a lo largo de los bordes de grano —corrosión intergranular— y lo hace sin verse, desde dentro.
Dos defensas, y la buena práctica usa ambas:
- Calidades de bajo carbono. El 1.4307 (304L) y el 1.4404 (316L) limitan el carbono al 0,03 %, con lo que queda demasiado poco para formar carburo apreciable. Las calidades estabilizadas 1.4541 (321) y 1.4550 (347) lo resuelven de otro modo: el titanio o el niobio capturan el carbono antes.
- Aporte térmico bajo. La sensibilización depende de la temperatura y del tiempo. Cuanto menos permanezca la zona afectada por el calor en esa banda, menos carburo se forma — por eso aquí pesan más la velocidad de avance y el aporte térmico que la técnica manual.
Coloración térmica: el defecto que sí se ve
Los colores que aparecen junto a un cordón de inoxidable son la capa de óxido engrosándose. Se leen como un registro de temperatura:
| Color | Aproximadamente | Significado |
|---|---|---|
| Plateado, pajizo claro | lo más bajo | Capa esencialmente intacta |
| Pajizo a dorado | moderado | Capa engrosada, cromo aún suficiente |
| Bronce a violeta | más alto | Capa alterada, cromo empobrecido debajo |
| Azul a gris, costra negra | lo más alto | Óxido intenso, empobrecimiento notable |
El metal coloreado se corroe antes que el metal contiguo. En una pieza decorativa es una cuestión estética. En una línea farmacéutica, un intercambiador de calor o un colector offshore es un defecto, y la especificación lo dirá así.
Dos formas de tratarlo: evitarla con una purga correcta y aporte térmico bajo, o eliminarla después — pasta de decapado, electropulido o limpieza mecánica con un cepillo que jamás haya tocado acero al carbono. Eliminarla es más lento, emplea productos agresivos y, en un cordón largo, cuesta más que haber controlado el calor desde el principio.
Purgar la raíz
Una unión con penetración completa expone la raíz a lo que haya detrás. Sin purgar, se oxida formando una costra rugosa, oscura y granulosa —el azucarado— que ninguna técnica por la cara corrige, que no se alcanza para limpiar dentro de un tubo cerrado y que queda como punto de corrosión durante toda la vida de la pieza.
Se purga con argón, desplazando el aire de verdad antes de cebar. El objetivo habitual en inoxidable es por debajo de unas 50 ppm de oxígeno residual; un medidor gana a cualquier estimación. El volumen purgado se mantiene pequeño con obturadores en lugar de llenar un tramo entero. La guía del gas de protección trata el detalle.
Deformación: dos cifras que sorprenden
El inoxidable austenítico se comporta de forma distinta al acero al carbono en dos aspectos, y ambos empujan en la misma dirección:
- La dilatación térmica es un 50 % mayor. El mismo calor mueve más la pieza.
- La conductividad térmica es alrededor de un tercio. El calor no se reparte: se concentra junto a la unión.
Más dilatación con menos disipación significa notablemente más deformación para el mismo cordón. Conviene puntear más a menudo que en acero al carbono, mantener baja la temperatura entre pasadas —normalmente por debajo de 150 °C, salvo que el procedimiento diga otra cosa— y usar respaldos o barras de cobre en chapa fina.
Material de aporte
En Europa se pide según EN ISO 14343; las referencias AWS van al lado porque aparecen en documentación internacional.
| Material base | EN ISO | AWS | Nota |
|---|---|---|---|
| 1.4301 / 1.4307 (304, 304L) | W 19 9 L | 308L | El emparejamiento austenítico estándar |
| 1.4401 / 1.4404 (316, 316L) | W 19 12 3 L | 316L | Conserva el molibdeno frente a la corrosión por picadura |
| Inoxidable con acero al carbono | W 23 12 L | 309L | Tolera la dilución sin fragilizar |
| Dúplex 1.4462 (2205) | W 22 9 3 N L | 2209 | Más níquel para equilibrar la ferrita del cordón |
| 1.4541 / 1.4550 (321, 347) | W 19 9 Nb | 347 | Conserva el elemento estabilizador |
La L es determinante. Las calidades sin L llevan carbono suficiente para sensibilizar; las versiones de bajo carbono son las que especifican los procedimientos actuales, y la diferencia de resistencia es despreciable para la unión.
El dúplex es otro problema
El dúplex —1.4462 (2205) y las calidades súper dúplex— es aproximadamente mitad austenita y mitad ferrita, y ese equilibrio le da a la vez resistencia mecánica y resistencia a los cloruros. La soldadura lo altera en ambos sentidos:
- Con poco calor, el cordón se enfría demasiado rápido para que la austenita vuelva a formarse. La unión queda cargada de ferrita, dura y con poca tenacidad.
- Con demasiado calor, precipitan fases intermetálicas —entre ellas la sigma— y se destruye la resistencia a la corrosión por la que se compró la aleación.
El dúplex no es, por tanto, un material de la regla «lo más frío posible». Tiene una ventana de aporte térmico, habitualmente citada entre 0,5–2,5 kJ/mm, y el procedimiento cualificado la fija. El gas de respaldo suele llevar una pequeña adición de nitrógeno para que la raíz conserve el suyo, y la temperatura entre pasadas está limitada de forma estricta.
Si hay un material en el que la WPS no es un trámite, es este.
Orden en el taller
- Cepillos y abrasivos propios. Todo lo que haya tocado acero al carbono incrusta partículas de hierro, que oxidan y siembran corrosión por picadura. Es la causa más frecuente del «inoxidable que se ha oxidado».
- Almacenar por separado. No dejar inoxidable en el mismo banco donde se corta acero al carbono.
- Limpiar antes, no después. Primero desengrasar: cepillar una superficie grasienta mete la grasa en el metal.
Por qué el aporte térmico es todo el argumento
Al releer los defectos anteriores, el patrón cuesta poco de ver. La sensibilización es tiempo a temperatura. La coloración es temperatura máxima. La deformación es energía total. El dúplex es una ventana de aporte térmico. Ninguno de ellos es un problema de habilidad manual.
Por eso el proceso pesa en inoxidable más que en la mayoría de los materiales, y ahí es donde el TIG de hilo caliente presenta su caso. Alimentar el aporte de forma mecánica y precalentado significa que el arco no tiene que fundir hilo frío, de modo que la misma unión se rellena a una velocidad de avance bastante mayor — y menos tiempo sobre un punto es menos calor en la pieza. TIP TIG ofrece el menor aporte térmico de todos los procesos con hilo, lo que en inoxidable se traduce directamente en menos tiempo en la banda de sensibilización, menos coloración que eliminar y menos deformación que corregir.
La prueba práctica está en trabajo inspeccionado: en tubería submarina con revestimiento interior de Inconel para CNOOC, donde el TIG convencional era demasiado lento y el MIG pulsado no sostenía la calidad, la exigencia era 100 % de radiografía sin repasos — el caso completo está aquí. La guía de metales y aleaciones muestra dónde vale el mismo razonamiento.
En resumen
El inoxidable se suelda con facilidad y pierde su resistencia a la corrosión con la misma facilidad, y ambas cosas dependen del calor. Aporte de bajo carbono acorde al material base, purga en toda raíz con penetración completa, temperatura entre pasadas baja y la coloración tratada como defecto y no como acabado. El dúplex necesita su aporte térmico dentro de una ventana, no simplemente bajo. Y los cepillos de acero al carbono se quedan al otro lado del taller.