Soportes soldados de acero C45: ¿Por qué se forma ampollas en el recubrimiento en polvo?

Los soportes soldados de acero C45 parecen el elemento más sencillo en un plano de bastidor de soporte, y precisamente por eso sus fallos aparecen tan tardíamente. El trabajo 260627004 llegó a nosotros en agosto de 2025 procedente de un fabricante de bastidores de soporte para conductos, cuyo proveedor anterior había entregado brazos que medían correctamente en la bancada pero fallaban en el bastidor: la barra salía de la bancada de soldadura con una curvatura de aproximadamente 0,6 mm, la cara del casquillo quedaba desalineada respecto al ángulo recto, de modo que el brazo no se asentaba planamente, y la capa de recubrimiento en polvo gris claro se levantaba en una línea fina a lo largo de cada soldadura durante las primeras semanas de servicio.

Los soportes soldados de acero C45 que aparecen en las fotografías son las piezas de producción del pedido subsiguiente: una barra de 400 mm con tres orificios de fijación equidistantes, un casquillo cuadrado de 50 mm soldado a un extremo y una unión en bisel de 45 grados donde ambos elementos se encuentran, rectificada a ras y recubierta con un gris claro. Ni la soldadura ni el recubrimiento resultan difíciles por sí solos. La dificultad radica en que ambos procesos entran en conflicto entre sí, y dicho conflicto se manifiesta en el recubrimiento final, donde el comprador lo percibe por primera vez.

¿Qué función debe cumplir este soporte?

Tres funciones, y solo una de ellas está relacionada con la resistencia.

El casquillo es el elemento de localización. Un perfil cuadrado complementario se desliza dentro de él, y así el brazo queda posicionado en una relación fija respecto al bastidor; por tanto, el casquillo debe presentar una cara verdaderamente cuadrada y recubierta. En esta pieza, el casquillo es una sección hueca cuadrada de 50 mm de lado y 50 mm de profundidad, soldada al extremo de la barra.

La barra lleva el sistema de fijación. Tres orificios equidistantes alojan los elementos de sujeción que unen el brazo al bastidor; esto significa que los orificios deben alinearse con el casquillo, no simplemente con la barra tal como salió del banco de trabajo.

La unión es tanto estética como estructural. La unión a inglete distribuye la carga a lo largo de una línea de soldadura más larga y permite que la transición de la barra al casquillo parezca continua una vez que la soldadura se ha rectificado a ras y recubierto. Ese requisito estético convierte un problema de soldadura en un problema de recubrimiento: una superficie no sellada no puede lograr una apariencia homogénea, y cualquier gas aún presente en la soldadura buscará la superficie recubierta y escapará a través de ella.

Las dos fallas que ocurren simultáneamente

La soldadura deforma la barra, y dicha deformación permanece oculta

La soldadura aplica una entrada de calor concentrada en un pequeño volumen de acero. La piscina de soldadura y la zona circundante se enfrían y contraen contra el metal más frío, y el metal que debe ceder lo hace. En un brazo soldado únicamente por un lado, la contracción tira de la barra hacia la cara soldada, y una sección ligera de 400 mm de longitud se deformará visiblemente incluso con una pequeña restricción.

Dos factores agravan este problema más de lo que parece. Primero, la barra es esbelta en relación con su longitud, por lo que una pequeña contracción se manifiesta como una gran desviación en el extremo libre. Segundo, el enfriamiento natural no es simétrico, por lo que ambos lados de la junta se contraen en distinta medida y la cara de la conexión se inclina. En este caso, los brazos que fallaron presentaban una curvatura de aproximadamente 0,6 mm, superando el límite de rectitud de 0,2 mm, y la cara de la conexión estaba fuera de cuadratura en más de 0,15 mm, valor máximo permitido por el bastidor.

La razón por la que esto se oculta tan bien es la medición. Un soldador observa la junta; el cliente mide todo el brazo. La rectitud debe verificarse a lo largo de la longitud de la barra, después de que la pieza se haya enfriado, sobre una placa de superficie con un indicador de cuadrante, comprobando simultáneamente que la cara del casquillo esté perpendicular al mismo datum en la misma configuración. Si la verificación se realiza únicamente en la junta, la curvatura permanece invisible hasta que el brazo se fija con pernos.

El recubrimiento presenta ampollas en una línea, exactamente donde está la soldadura

El recubrimiento en polvo es una película sellada, y una película sellada sobre una soldadura se comporta como una tapa sobre un recipiente.

La soldadura por arco deja porosidad dentro y alrededor de la soldadura, y los poros quedan bajo una fina capa de óxido y escoria. El granallado elimina dicha capa y abre los poros en la superficie, pero no los vacía. Todo lo que se encuentra en su interior permanece allí: aire, humedad atmosférica, hidrocarburos ligeros y humedad introducida por la propia operación de granallado. Durante el curado, tanto la pieza como la película se calientan, y la película se ablanda antes de reticularse. Cualquier gas que se expanda bajo la película en ese momento atraviesa esta última, dando como resultado un poro o una pequeña ampolla situada sobre la línea de soldadura, o bien un anillo de ellos.

Por eso el defecto aparece como una línea y no de forma aleatoria: sigue la soldadura, porque esta es la única zona de la superficie que presenta cavidades debajo de ella. También por eso un segundo proveedor no resolverá el problema simplemente cambiando la marca del polvo. La película no es la causa; el gas que hay debajo de ella sí lo es.

Dos soluciones lo resuelven adecuadamente. La zona de soldadura se hornea antes del recubrimiento, de modo que la humedad atrapada dentro de la soldadura y los hidrocarburos ligeros salen de la pieza mientras la superficie sigue siendo acero desnudo; además, la línea de soldadura recibe un segundo paso de polvo para aumentar el espesor de la película sobre el área más porosa, en lugar de dejarla en el espesor nominal. Cualquier solución menos rigurosa traslada el defecto de un lote al siguiente.

Cómo se construyó el brazo, paso a paso

Paso 1: Cortar la barra y biselar la junta

La barra se corta a 400 mm con extremos rectos y el extremo de la junta se corta a 45 grados. Una cara de bisel limpia es lo que hace posible el siguiente paso: dos caras desalineadas deben cerrarse mediante calor de soldadura, y ese calor es lo que deforma la pieza.

Paso 2: Soldadura de puntos en una plantilla de enderezado

Ambas piezas se colocan en una plantilla que mantiene la barra recta y el casquillo cuadrado mientras se realizan las soldaduras de puntos. Estas soldaduras se aplican en ambos lados de la junta y se dejan enfriar antes de retirar la pieza de la plantilla, de modo que la geometría queda fijada antes de realizar cualquier soldadura completa.

Paso 3: Soldar en secuencia equilibrada

La unión se suelda mediante pasadas alternadas en lados opuestos, en lugar de una sola pasada continua alrededor de la pieza. Equilibrar la secuencia mantiene la contracción aproximadamente simétrica, lo que permite conservar el plano del orificio perpendicular y la barra recta. La soldadura alcanza la penetración total en el bisel, ya que una unión soldada únicamente en la cara visible se abriría bajo carga.

Paso 4: Enfriar y luego verificar la rectitud y la perpendicularidad

Ninguna medición se realiza mientras la pieza esté caliente. Cada brazo se enfría hasta la temperatura ambiente y luego se coloca sobre una placa de superficie, donde se comprueba la rectitud a lo largo de la barra y la perpendicularidad en la cara del orificio. Las piezas cuya rectitud supere 0,2 mm o cuya desviación en la cara del orificio supere 0,15 mm se rehacen o descartan en esta etapa, cuando aún son de acero sin acabado y el costo de la corrección es de un minuto, no de una pieza.

Paso 5: Alinear las soldaduras al ras

La soldadura se lija hasta quedar al ras con las superficies adyacentes, se redondean las esquinas de la junta y se elimina cualquier salpicadura de las áreas recubiertas. La lijado no es solo cosmético: un cordón sobresaliente retiene aire en su raíz, y una película que debe cubrir dicho sobresaliente resultará delgada en el borde y gruesa en la zona cóncava.

Paso 6: Chorreado hasta Sa 2,5

Toda la pieza se somete a chorreado hasta Sa 2,5. Esto elimina la cascarilla de laminación, la herrumbre y los óxidos de soldadura, y abre los poros en la superficie de la soldadura para que la etapa siguiente pueda actuar sobre ellos.

Paso 7: Precocción a 180 °C durante 20 minutos

Las piezas chorreadas pasan por una precocción a 180 °C durante 20 minutos antes de aplicar cualquier polvo. El horno extrae la humedad y los hidrocarburos ligeros de la porosidad de la soldadura mientras la superficie aún está desnuda, lo cual es precisamente la etapa que elimina la causa originaria de la formación de ampollas. También por eso la precocción debe realizarse tras el chorreado y no antes: el chorreado reintroduce humedad en la superficie y abre poros que una precocción previa ya había desecado.

Paso 8: Aplicación de recubrimiento y curado a 190 °C durante 15 minutos; segunda pasada en la soldadura

El recubrimiento en polvo se aplica en gris claro RAL 7035, con un espesor de 65 a 80 µm, y se cura a 190 °C durante 15 minutos. La línea de soldadura recibe una segunda pasada para que el espesor de película en la zona más porosa alcance el valor máximo del rango especificado, en lugar de mantenerse en el valor nominal.

Una inspección final verifica el espesor de la película, la adherencia según la norma ISO 2409 y una observación detallada de cada soldadura en busca de microperforaciones y ampollas. Las piezas que aprueban esta inspección se empaquetan de modo que las superficies recubiertas no entren en contacto ni se rocen entre sí durante el transporte.

Mediciones realizadas en la serie de 600 piezas

Check	Especificación	Mantenimiento constante en los 600 brazos
Rectitud a lo largo de la barra	0,2 mm	Ninguna pieza supera el límite tras el enfriamiento
Perpendicularidad de la cara del casquillo	0,15 mm	Verificado en cada brazo, mediante medición sobre placa de granito
Soldadura en la unión en bisel	Penetración completa, nivelado con el suelo	Nivelado con el suelo, sin rebaba visible en las piezas recubiertas
Limpieza por chorro abrasivo	Sa 2.5	Verificado antes de que cada lote ingresara al horno
Precocido	180 °C durante 20 minutos	Aplicado a cada brazo antes del recubrimiento
Grosor de película	65 a 80 µm	Dentro de la banda, incluida la segunda pasada en la soldadura
Adherencia	Gt0 a ISO 2409	Logrado en las pruebas de rejilla cruzada en la línea de soldadura
Spray de sal	480 horas neutras, sin ampollas	No se informaron ampollas en la línea de soldadura
Porosidades a lo largo de la soldadura	No se permite ninguno	Cero detectados en la inspección final

Se enviaron seiscientos brazos mediante el proceso descrito anteriormente. El cliente informó que los brazos se asentaban planos sobre los bastidores y que no aparecieron defectos de recubrimiento en las soldaduras durante su uso.

El fallo que detectamos en nuestra propia prueba piloto

La prueba piloto de cincuenta piezas no falló por la geometría de la soldadura. Falló por la secuencia, y la secuencia era responsabilidad nuestra.

Nueve de los cincuenta brazos salieron del horneado con una tenue línea de pequeñas ampollas situadas exactamente sobre la soldadura. No había ningún problema con el polvo, el espesor de película ni la temperatura del horno. Habíamos horneado las piezas para desgasificación antes del granallado, en lugar de hacerlo después, con el razonamiento de que el horneado era una operación de soldadura y debía agruparse con los demás pasos de soldadura. El granallado volvió a depositar humedad sobre la superficie y en los poros que acabábamos de vaciar, y el horneado final completó el resto.

La solución consistió en trasladar el horneado de desgasificación después del granallado y mantener las piezas granalladas cubiertas, protegidas del aire del taller, hasta su recubrimiento. Entre la prueba y la producción, la categoría de defecto desapareció, sin modificar ni el polvo, ni el espesor de la película ni el ciclo de curado.

Esa es la lección útil para cualquiera que especifique este proceso: la soldadura y el recubrimiento no son dos operaciones independientes que ocurren en la misma fábrica. Comparten una variable: lo que queda dentro de la zona de soldadura cuando la película se cierra sobre ella.

Preparación del acero soldado para recubrimiento: comparación de cuatro opciones

Preparación	Lo que elimina	Riesgo de poros en la soldadura	Adherencia	Dónde Encaja
Desengrase, luego recubrimiento	Solo aceites y suciedad por manipulación	Alto, y los poros permanecen llenos de gas y humedad	Deficiente en zonas soldadas; la película se levanta en la línea de soldadura	Piezas lisas sin soldadura en el área recubierta
Chorreado hasta Sa 2,5, luego recubrimiento	Óxido de laminación, óxido de herrumbre, óxido de soldadura; abre los poros superficiales	Medio a alto; los poros abiertos aún retienen gas	Bueno sobre metal sano, delgado sobre porosidad	Piezas soldadas simples en servicio interior seco
Chorreado, horneado desgasificador a 180 °C, luego recubrimiento	Como arriba, además de la humedad y los hidrocarburos ligeros eliminados de la porosidad	Baja	Bueno, incluso en la línea de soldadura	Piezas soldadas en cualquier servicio húmedo o al aire libre, secuencia utilizada aquí
Chorreado, fosfatado, horneado desgasificador, luego recubrimiento	Como se indicó anteriormente, más una capa de conversión sobre el acero	Baja	La mejor opción, y protege los bordes cortados	Piezas expuestas a salpicaduras de sal, condensación o desgaste en los bordes

La cuarta opción tiene un costo mayor por pieza y es la respuesta correcta cuando el brazo estará al aire libre o en un área de lavado. Para estructuras interiores, normalmente basta con la tercera opción, y ambas dependen de que la cura térmica se realice en el momento adecuado dentro de la secuencia.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se forma ampollas en el recubrimiento en polvo a lo largo de una soldadura?

Porque la soldadura es la única parte de la superficie que presenta cavidades debajo de ella. La soldadura deja porosidad llena de aire, humedad e hidrocarburos ligeros, y la película se cierra sobre dichas cavidades antes de que la cura caliente todo el conjunto. La película se ablanda antes de reticularse, por lo que los gases en expansión atraviesan la película y generan microperforaciones o ampollas a lo largo de la línea de soldadura, en lugar de hacerlo de forma aleatoria.

¿Se puede eliminar la distorsión por soldadura después del recubrimiento?

No. Enderezar una pieza recubierta daña la película exactamente en el lugar que el cliente observará, y el calor empleado para enderezarla dañará tanto la película como la adherencia debajo de ella. La distorsión se elimina antes del recubrimiento, mediante soldadura en un dispositivo de sujeción con una secuencia equilibrada y verificando la rectitud y la escuadra tras enfriar la pieza a temperatura ambiente.

¿Es obligatorio esmerilar las soldaduras antes del recubrimiento en polvo?

No siempre desde el punto de vista funcional, pero sí en una junta visible. Un cordón sin esmerilar sobresale y atrapa aire en su raíz, lo que provoca un borde delgado y hueco en la película; además, dicho cordón indica al comprador que la junta se dejó tal como quedó tras la soldadura. En esta pieza, las soldaduras se esmerilan hasta quedar al ras porque la junta en bisel está diseñada para verse como una superficie continua bajo el recubrimiento.

¿Cómo se verifica la adherencia del recubrimiento en una pieza soldada?

Realice un corte en forma de rejilla sobre la película, hasta el cordón de soldadura y el acero adyacente; aplique la prueba de arranque con cinta según la norma ISO 2409 y califique el resultado. Realizarla sobre el cordón de soldadura, y no sobre una superficie plana de metal, es precisamente el objetivo: las zonas planas suelen aprobar casi cualquier preparación, mientras que la línea de soldadura es donde primero se manifiesta un fallo de adherencia. En este ensayo, la línea de soldadura obtuvo la calificación Gt0.

Qué incluir en su plano

Seis indicaciones en el plano evitan la mayor parte de las discrepancias:

1. Especifique la rectitud como un valor numérico a lo largo de la longitud total de la barra, con un datum, y no como una nota sobre buena ejecución.

2. Especifique la perpendicularidad de la cara del casquillo como un valor numérico, utilizando el mismo datum que para la rectitud.

3. Indique si las soldaduras de unión deben pulirse hasta quedar al ras, y dónde deben conservarse tal como fueron soldadas.

4. Especifique el grado de granallado y señale si se requiere un horneado desgasificador antes del recubrimiento.

5. Especifique la referencia de color, el intervalo de espesor de película y la clase de adherencia que aceptará.

6. Indique si el interior del casquillo requiere la misma cobertura de película que el exterior, ya que recubrir el interior con espesor completo modifica el ajuste del elemento que se desliza dentro de él.

Un brazo soldado es una unión, un tratamiento térmico y un recubrimiento superpuestos entre sí, y cada capa puede anular la que tiene debajo. Especifíquelos como una secuencia única y la pieza resulta ser un trabajo ordinario: una barra que permanece recta, un casquillo que asienta plano y un recubrimiento que mantiene su lisura a lo largo de la soldadura durante años.