Abrazadeiras soldadas de C45: por que se forma burbullas na capa en pó?

Os soportes soldados de acero C45 parecen o elemento máis sinxelo nun debuxo de estrutura de soporte, e é precisamente por iso que os seus fallos aparecen tan tardíamente. O traballo 260627004 chegounos en agosto de 2025 dun fabricante de estruturas de soporte para condutos cuxo fornecedor anterior entregara brazos que medían ben na bancada pero fallaban na estrutura: a barra saíra da bancada de soldadura con unha curvatura de aproximadamente 0,6 mm, a cara do casquillo estaba desviada da perpendicular polo que o brazo non se asentaba plano, e a capa de revestimento en pó gris claro se levantaba nunha liña fina ao longo de cada soldadura nas primeiras semanas de servizo.

Os soportes soldados de acero C45 nas fotografías son as pezas de produción da orde seguinte: unha barra de 400 mm con tres furos de montaxe espazados uniformemente, unha casquilla cadrada de 50 mm soldada a un extremo e unha unión en ángulo de 45 graos onde se atopan ambas, limpa ao ras e recuberta dun gris claro. Nin a soldadura nin o recubrimento son difíciles por si mesmos. A dificultade radica en que ambos os procesos entran en conflito, e ese conflito fai acto de presenza no recubrimento final, onde o cliente o percibe por primeira vez.

Que ten que facer este soporte?

Tres tarefas, e só unha delas ten que ver coa resistencia.

A casquilla é o elemento de localización. Unha peza cadrada complementaria deslízase nela, e o brazo queda así nunha relación fixa co chasis; polo tanto, a casquilla debe presentar unha cara verdadeira, cadrada e recuberta. Nesta peza, a casquilla é un perfil cadrado oco de 50 mm de lado e 50 mm de profundidade, soldado ao extremo da barra.

A barra leva a fixación. Tres furos, equidistantes entre si, acollen os elementos de unión que mantén o brazo ao bastidor; isto significa que os furos deben aliniarse co soquete, non simplemente coa barra tal como saíu da bancada.

A unión é tanto estética como estrutural. A unión en bisel distribúe a carga sobre unha liña de soldadura máis longa e permite que a transición da barra ao soquete pareza continua unha vez que a soldadura se lima ata quedar á mesma altura e se recobre con revestimento. É esa esixencia estética a que converte un problema de soldadura nun problema de revestimento: unha superficie sen sellar non pode verse sen costuras, e calquera gas que permaneza no interior da soldadura atopará a superficie revestida e sairá por ela.

Os dous fallos que aparecen xuntos

A soldadura puxa a barra, e esa tracción permanece oculta

A soldadura introduce unha entrada concentrada de calor nun pequeno volume de aceiro. A poza de soldadura e a zona circundante arrefríense e contraense contra o metal máis frío, e o metal que ten que ceder faino. Nun brazo soldado só por un lado, a contracción arrastra a barra cara á cara soldada, e unha sección lixeira de 400 mm de lonxitude curvarase visiblemente cunha pequena cantidade de restrición.

Dúas cousas fan isto peor do que parece. En primeiro lugar, a barra é esbelta en relación coa súa lonxitude, polo que unha pequena contracción manifestase como unha gran desviación na punta libre. En segundo lugar, o arrefriamento natural non é simétrico, polo que os dous lados da unión contraense en distinta medida e a cara do casquillo inclínase. Neste caso, os brazos que fallaron curvaronse aproximadamente 0,6 mm fronte ao límite de rectitude de 0,2 mm e a cara do casquillo estaba fóra de escuadro máis de 0,15 mm, o que o chasis non permitía.

A razón pola que isto se oculta tan ben é a medición. Un soldador mira a unión; o cliente mide todo o brazo. A rectitude ten que comprobarse ao longo da lonxitude da barra despois de que a peza se enfríe, sobre unha placa de superficie cun indicador de reloxo, verificando ao mesmo tempo que a cara do casquillo sexa perpendicular ao mesmo referencial na mesma configuración. Se a comprobación se fai só na unión, a curvatura é invisible ata que o brazo se atornille.

O revestimento forma ampollas nunha liña, exactamente onde está a soldadura

O revestimento en pó é unha película hermética, e unha película hermética sobre unha soldadura comportase como unha tapa nun recipiente.

A soldadura por arco deixa porosidade na zona da soldadura e ao seu redor, e os poros atópanse baixo dunha fina capa de óxido e escoria. A granalladura elimina esa capa e abre os poros na superficie, pero non os vacía. O que quera que estea no seu interior permanece alí: aire, humidade do ambiente, hidrocarburos lixeiros e humidade introducida pola propia operación de granalladura. Durante a cura, tanto a peza como a película son aquecidas, e a película amolece antes de formar enlaces cruzados. Calquera gas que se expanda baixo a película nese momento atravesa a mesma, dando como resultado un orificio microscópico ou unha pequena ampolla situada na liña de soldadura, ou un anel destas.

É por iso que o defecto aparece en forma de liña e non de maneira aleatoria: segue a liña de soldadura porque esta é a única parte da superficie que ten ocos baixo ela. Tamén é por iso que cambiar a marca do pó con un segundo fornecedor non resolverá o problema. A película non é a causa. O gas que hai baixo ela é.

Dúas correccións resólveno adecuadamente. A zona de soldadura é horneada antes do recubrimento, polo que a humidade atrapada na soldadura e os hidrocarburos lixeiros saen da peza mentres a superficie aínda é de aceiro descuberto, e a liña de soldadura recibe unha segunda pasada de pó para que a película sobre a área máis porosa se acumule en vez de deixala na súa espesura nominal. Calquera cousa menos isto traslada o defecto dun lote ao seguinte.

Como se construíu o brazo, paso a paso

Paso 1 – Cortar a barra e realizar o bisel na unión

A barra córtase a 400 mm con extremos rectos e o extremo da unión córtase a 45 graos. Unha cara de bisel limpa é o que fai posíbel o seguinte paso: dúas caras non coincidentes deben pecharse mediante o calor da soldadura, e é ese calor o que deforma a peza.

Paso 2 – Soldaxe de fixación nun cepo de enderezamento

Ambas as pezas colócanse nun cepo que mantén a barra recta e o casquillo cadrado mentres se realiza a soldaxe de fixación na unión. As soldaxes de fixación colócanse en ambos os lados da unión e déixanse arrefriar antes de retirar a peza do cepo, de xeito que a xeometría queda definida antes de aplicar calquera soldaxe completa.

Paso 3 - Soldar nunha secuencia equilibrada

A unión soldase en pasos alternados nos lados opostos, en vez dunha pasada continua arredor da peza. Equilibrar a secuencia mantén a contracción aproximadamente simétrica, o que fai que a cara do casquillo quede en ángulo recto e a barra permaneza dereita. A soldadura realízase con penetración total na bisel, xa que unha unión soldada só na cara visible abriríase baixo carga.

Paso 4 - Enfriar e, despois, verificar a dereitura e a perpendicularidade

Non se mide nada mentres a peza está quente. Cada brazo enfriase ata a temperatura ambiente e, logo, colócase nunha placa de superficie onde se comproba a dereitura ao longo da barra e a perpendicularidade na cara do casquillo. As pezas cunha desviación superior a 0,2 mm na dereitura ou superior a 0,15 mm na cara do casquillo son retraballadas ou descartadas nesta fase, cando aínda están en acero bruto e o retraballo leva un minuto en vez de custar unha peza completa.

Paso 5 - Afiar as soldaduras até deixalas ao ras

A soldadura é lixada ao nivel das superficies adxacentes, os ángulos da unión están suavizados e toda a salpicadura é eliminada das zonas recubertas. A lixadura non é só unha cuestión estética: un cordón saliente sobresae e atrapa aire na súa raíz, e unha película que debe cubrir un sobresalente será fina na beira e máis graxuda na concavidade.

Paso 6 – Chorreo ata Sa 2,5

Toda a peza é sometida a chorreo ata Sa 2,5. Isto elimina a capa de laminación, o óxido e o óxido de soldadura, e abre os poros na superficie da soldadura para que a etapa seguinte poida actuar sobre eles.

Paso 7 – Precalefacción a 180 °C durante 20 minutos

As pezas chorreadas pasan por unha calefacción a 180 °C durante 20 minutos antes de aplicar calquera revestimento en pó. O forno extrae a humidade e os hidrocarburos lixeiros da porosidade da soldadura mentres a superficie aínda está desprotegida, o que elimina a orixe do mecanismo de formación de ampollas. É tamén a razón pola que a calefacción debe facerse despois do chorreo e non antes: o chorreo reintroduce humidade na superficie e abre poros que unha calefacción previa xa esgotara.

Paso 8 - Revestimento, curado a 190 °C durante 15 minutos, segunda pasada na soldadura

O revestimento en po aplícase na cor gris claro RAL 7035 con un espesor de 65 a 80 µm e curase a 190 °C durante 15 minutos. A liña de soldadura recibe unha segunda pasada para que o revestimento na zona máis porosa alcance o valor máximo do intervalo, en vez de quedar no valor nominal.

Unha inspección final verifica o espesor do revestimento, a adherencia segundo a norma ISO 2409 e un exame detallado de cada soldadura para detectar poros e ampollas. As pezas que superan as probas empaquetanse de xeito que as superficies revestidas non se froten entre si durante o transporte.

Medicións realizadas na serie de 600 pezas

Check	Especificación	Mantido en 600 brazos
Rectitude ao longo da barra	0,2 mm	Ningunha peza fóra dos límites despois do arrefriamento
Perpendicularidade da cara do casquillo	0,15 mm	Mantido en todos os brazos medidos sobre a placa de superficie
Soldadura na unión en bisel	Penetración completa, nivelada co chan	Nivelada co chan sen rebordo visible nas partes recubertas
Limpieza por chorreo	Sa 2.5	Verificado antes de que cada lote entre no forno
Presecado	180 °C durante 20 minutos	Aplicado a cada brazo antes do recubrimento
Espesor da película	65 a 80 µm	No interior da banda, incluída a segunda pasada na soldadura
Adherencia	Gt0 segundo a norma ISO 2409	Alcanzado nas probas de reixa no cordón de soldadura
Aspersión de sal	480 horas en ambiente neutro, sen formación de ampollas	Non se informou de formación de ampollas no cordón de soldadura
Porosidades ao longo do cordón de soldadura	Non se permite ningunha	Cero atopadas na inspección final

Enviáronse seiscentos brazos co proceso descrito anteriormente. O cliente informou de que os brazos se asentaban planos sobre os bastidores e de que non apareceron defectos no revestimento nos cordóns de soldadura durante o seu uso.

O fallo que atopamos na nosa propia proba

A proba de cincuenta pezas non fallou pola xeometría do cordón de soldadura. Fallou pola secuencia, e a secuencia era nosa.

Nove dos cincuenta brazos saíron da cura cunha liña tenue de pequenas vescículas situadas exactamente na soldadura. Non había nada mal co pó, co grosor da película nin coa temperatura do forno. Habíamos horneado as pezas para desgasificación antes da granallado en vez de despois, coa razón de que a horneada era unha operación de soldadura e debía ir xunto coas outras etapas de soldadura. O granallado devolveu entón a humidade á superficie e aos poros que acabábamos de baleirar, e a cura rematou o traballo.

A solución foi trasladar a horneada de desgasificación despois do granallado e manter as pezas granalladas cobertas, fóra do aire da taller, ata que se recubrían. Entre a proba e a produción, a categoría de defectos desapareceu, e iso ocorreu sen ningún cambio no pó, no grosor da película nin no ciclo de cura.

Esa é a lección útil para calquera persoa que especifique este proceso: soldar e recubrir non son dúas operacións independentes que ocorren na mesma fábrica. Comparten unha variable, que é o que queda dentro da zona de soldadura cando a película se pecha sobre ela.

Preparación do aceiro soldado para recubrilo: comparación de catro opcións

Preparación	O que elimina	Risco de porosidade na soldadura	Adherencia	Onde se instala
Desengraxar e despois recubrir	Só aceites e suxeira de manuseo	Alto, e os poros permanecen cheos de gas e humidade	Pouco eficaz nas soldaduras, e a película despréndese na liña de soldadura	Pezas lisas sen soldaduras na zona recuberta
Chorrear ata Sa 2.5 e despois recubrir	Escala de laminación, ferrugue, óxido de soldadura; abre os poros da superficie	Media a alta, os poros abertos aínda retén o gas	Bo sobre metal sano, fino sobre porosidade	Pezas soldadas sinxelas en servizo interior seco
Chorreo, cociña de desgasificación a 180 °C e, a continuación, revestimento	Como arriba, máis humidade e hidrocarburos lixeiros extraídos da porosidade	Baixo	Bo, incluída a liña de soldadura	Pezas soldadas en calquera servizo húmido ou exterior, a secuencia empregada aquí
Chorreo, fosfatación, cociña de desgasificación e, a continuación, revestimento	Como arriba, máis unha capa de conversión no aceiro	Baixo	O mellor, e protexe as bordos cortados	Pezas que están expostas a salpicaduras de sal, condensación ou desgaste nos bordos

A cuarta opción é máis cara por peza e é a resposta correcta cando o brazo estará ao aire libre ou nunha zona de lavado. Para estruturas interiores, normalmente basta coa terceira opción, e ambas dependen de que a cociña se faga na posición axeitada na secuencia.

Preguntas frecuentes

Por que o revestimento en pó forma ampollas nunha liña ao longo dunha soldadura?

Porque a soldadura é a única parte da superficie que ten vóides baixo ela. A soldadura deixa porosidade chea de aire, humidade e hidrocarburos lixeiros, e a película sélase sobre ela antes de que o curado aqueza todo. A película abrandase antes de formar enlaces cruzados, polo que os gases en expansión atravesan a película e deixan microfuros ou ampollas ao longo da liña de soldadura, non de forma aleatoria.

Pódese eliminar a distorsión provocada pola soldadura despois do revestimento?

Non. Enderezar unha peza recuberta danña a película exactamente no lugar onde o cliente a mirará, e o calor empregado para enderezala danñará a película e a adhesión debaixo dela. A distorsión elimínase antes do recubrimento, soldando nun gabarito cunha secuencia equilibrada e comprobando a rectitude e a esquadria despois de que a peza se enfríe á temperatura ambiente.

É necesario lixar as soldaduras antes do recubrimento en pó?

Non sempre é necesario para a función, pero nas xuntas visibles sí. Un cordón non lixado sobresae e atrapa aire na súa raíz, o que fai que a película teña un bordo fino e unha cavidade, e o cordón tamén indica ao comprador que a xunta quedou tal como se soldou. Nesta peza, as soldaduras están lixadas á ras porque a xunta en bisel está deseñada para verse como unha superficie continua baixo o recubrimento.

Como se comproba a adhesión do recubrimento nunha peza soldada?

Cortar unha grella cruzada na película sobre a soldadura e no acero adxacente, aplicar a proba de arranque coa cinta segundo a norma ISO 2409 e valorar o resultado. Facer isto na soldadura, e non nunha zona plana do metal, é precisamente o obxectivo: as zonas planas aproban case calquera preparación, mentres que a liña de soldadura é onde aparece primeiro un fallo de adherencia. Neste ensaio, a liña de soldadura obtivo a clasificación Gt0.

Que poñer no seu debuxo

Seis indicacións no debuxo evitan a maioría das discusións:

1. Indicar a rectitude como un valor numérico ao longo da lonxitude total da barra, con referencia a unha superficie de referencia, non como unha nota xeral sobre boa execución.

2. Indicar a perpendicularidade da cara do casquillo como un valor numérico, empregando a mesma superficie de referencia que para a rectitude.

3. Especificar se as soldaduras das unións deben limarse ata quedar ao mesmo nivel ou se deben deixarse tal como foron soldadas.

4. Indicar a calidade da granallaxe e especificar se se require unha desgasificación térmica antes da aplicación do revestimento.

5. Indicar a referencia de cor, a franxa de espesor da película e a clase de adherencia aceptable.

6. Indique se o interior do soquete require a mesma cobertura de película que o exterior, xa que recubrir o interior cunha capa completa modifica o axuste do elemento que se desliza dentro.

Un brazo soldado é unha unión, un tratamento térmico e un revestimento superpostos uns sobre outros, e cada capa pode anular a que ten debaixo. Especifíquelos como unha secuencia única e a peza é un traballo normal: unha barra que permanece recta, un soquete que se asenta planamente e un revestimento que permanece liso ao longo da soldadura durante anos.