Calculadora de Precalentamiento D1.1

El A36 es un acero del Grupo I en la Tabla 5.6 de D1.1:2025 y cae en la Categoría de precalentamiento A o B dependiendo de su proceso de soldadura según la Tabla 5.11. Con electrodos SMAW No Bajo Hidrógeno como E6010 o E6011 (Categoría A), el precalentamiento mínimo es de 32°F (0°C) para material de hasta 3/4 in, 150°F (65°C) para 3/4 a 1-1/2 in, 225°F (110°C) para 1-1/2 a 2-1/2 in, y 300°F (150°C) para más de 2-1/2 in. Con procesos Bajo Hidrógeno — E7018 SMAW, SAW, GMAW o FCAW (Categoría B) — los requisitos de precalentamiento son menores: 32°F hasta 3/4 in, 50°F (10°C) para 3/4 a 1-1/2 in, 150°F para 1-1/2 a 2-1/2 in, y 225°F para más de 2-1/2 in. La temperatura de precalentamiento se debe verificar justo antes de iniciar el arco para cada pasada, según Clause 7.6.4.

Sí. La Soldadura por Arco Metálico con Gas cae bajo la Categoría B en la Tabla 5.11 de D1.1, agrupada con SMAW Bajo Hidrógeno, Soldadura por Arco Sumergido y FCAW. Para aceros estructurales comunes como A36, A572 Gr.50 y A992, el precalentamiento mínimo con Soldadura por Arco Metálico con Gas es de 32°F (0°C) hasta 3/4" de espesor, 50°F (10°C) para 3/4"–1-1/2", 150°F (65°C) para 1-1/2"–2-1/2", y 225°F (110°C) para más de 2-1/2". El mínimo de 32°F para placas delgadas significa que no se necesita precalentamiento activo por encima del punto de congelación — la temperatura ambiente del taller satisface el requisito. La Soldadura por Arco Metálico con Gas califica para la Categoría B porque los electrodos de alambre sólido como ER70S-6 producen inherentemente bajos niveles de Hidrógeno Difusible, típicamente muy por debajo del umbral H8 de 8 mL por 100g de Metal de Soldadura depositado. Esta característica de Bajo Hidrógeno es la razón por la cual la Soldadura por Arco Metálico con Gas recibe el mismo tratamiento favorable de precalentamiento que los electrodos SMAW Bajo Hidrógeno como E7018. Sin embargo, la Soldadura por Arco Metálico con Gas nunca se lista bajo la Categoría A porque la clasificación No Bajo Hidrógeno no se aplica al Proceso de Soldadura por Arco Metálico con Gas.

La Categoría B en la Tabla 5.11 de D1.1 cubre aceros soldados con electrodos Bajo Hidrógeno (E7018, E7016, etc.), Soldadura por Arco Sumergido (SAW), Soldadura por Arco Metálico con Gas (GMAW) o Soldadura por Arco con Núcleo Fundente (FCAW). Se aplica a los aceros estructurales más comúnmente utilizados en la construcción de edificios y puentes: A36, A572 Gr.50, A992, A588, A709 Gr.36, A709 Gr.50, A500 Gr.B/C, A53 Gr.B y A106 Gr.B. La Categoría B tiene requisitos de precalentamiento más bajos que la Categoría A porque estos procesos y electrodos producen significativamente menos Hidrógeno Difusible en el depósito de soldadura, lo que reduce el riesgo de Fisuración Inducida por Hidrógeno (también llamada Fisuración en Frío o fisuración retardada). Los valores de precalentamiento para la Categoría B son: 32°F (0°C) hasta 3/4", 50°F (10°C) para 3/4"–1-1/2", 150°F (65°C) para 1-1/2"–2-1/2", y 225°F (110°C) para más de 2-1/2". En la práctica, la Categoría B es la categoría de precalentamiento más utilizada porque la mayoría de la Fabricación de Acero Estructural utiliza procesos Bajo Hidrógeno.

En D1.1, la Temperatura de Precalentamiento mínima es la Temperatura del Metal Base requerida antes de que se inicie el primer arco. La Temperatura entre Pasadas mínima es la Temperatura más baja a la que la zona de soldadura puede enfriarse entre pasadas sucesivas en una soldadura de multipasada. La Tabla 5.11 establece ambas con el mismo valor — la Temperatura listada se aplica tanto al precalentamiento inicial como al enfriamiento entre pasadas. No se puede permitir que el área de soldadura se enfríe por debajo de la Temperatura listada durante la soldadura de multipasada. Por ejemplo, si la Tabla 5.11 especifica 150°F para su acero y Espesor, debe precalentar a al menos 150°F antes de soldar y mantener al menos 150°F entre cada pasada. La Temperatura de Precalentamiento se debe verificar justo antes de iniciar el arco para cada pasada según Clause 7.6.4. Algunos aceros de mayor resistencia también tienen un Límite Máximo de Temperatura entre Pasadas para prevenir el crecimiento de grano — verifique la EPS para cualquier límite superior.

Para la mayoría de los aceros estructurales en las Categorías A y B (incluidos A36, A572 Gr.50, A992 y A500 Gr.B/C), el precalentamiento mínimo para material de hasta 3/4 in de Espesor es de 32°F (0°C) según la Tabla 5.11 — lo que significa que la Temperatura ambiente del taller satisface el requisito siempre que las condiciones estén por encima del punto de congelación. Según la nota al pie (a) de la Tabla 5.11, cuando la Temperatura del Metal Base está por debajo de 32°F, debe precalentar a al menos 70°F (20°C) y mantener esa Temperatura durante toda la Soldadura. Esta nota al pie se aplica a todas las Categorías y es la regla principal de precalentamiento en clima frío. Los aceros de la Categoría C (como A588 y A709 Gr.50W con ciertos procesos) requieren un Mínimo de 50°F (10°C) incluso por debajo de 3/4 in. Para las Categorías D a G (aceros de mayor resistencia como A913 Gr.65 o A514), el precalentamiento por debajo de 3/4 in puede ser de 50°F a 150°F dependiendo de la designación de hidrógeno. Siempre verifique su acero específico en la Tabla 5.6 para confirmar la Categoría correcta.

La Tabla 5.11 de D1.1 especifica las Temperaturas mínimas de precalentamiento y entre pasadas para las especificaciones de Procedimiento de Soldadura (EPS) precalificadas. Organiza los Metales Base aprobados en siete Categorías (A a G) según la composición química, el Límite Elástico y la sensibilidad a la Fisuración Inducida por Hidrógeno. Cada Categoría define los requisitos de precalentamiento en cuatro rangos de Espesor (hasta 3/4", 3/4"–1-1/2", 1-1/2"–2-1/2" y más de 2-1/2") y por tipo de Proceso de Soldadura. Las Categorías A y B cubren aceros estructurales comunes con procesos No Bajo Hidrógeno y Bajo Hidrógeno, respectivamente. Las Categorías C a G abordan aceros de mayor resistencia y especiales que requieren consumibles específicos controlados por hidrógeno (designaciones H8 o H4). La Tabla 5.11 se aplica solo a las EPS precalificadas según Clause 5 — los procedimientos calificados mediante pruebas según Clause 6 pueden usar diferentes valores de precalentamiento si están respaldados por los resultados de las pruebas de Calificación de Procedimiento y aprobados por el Ingeniero. Para aceros no listados en la Tabla 5.6 o cuando la Tabla 5.11 parece excesivamente conservadora, el Anexo B proporciona una alternativa analítica utilizando la química real del acero de los certificados de calidad del material.

H4 y H8 son designaciones de Hidrógeno Difusible definidas por los métodos de prueba AWS A4.3. H8 significa que la combinación de Electrodo, alambre o Flux deposita no más de 8 mL de Hidrógeno Difusible por 100 g de Metal de Soldadura depositado. H4 es más estricto — no más de 4 mL por 100 g. Estas designaciones son importantes para la Tabla 5.11 porque los aceros de mayor resistencia son más susceptibles a la Fisuración Inducida por Hidrógeno y requieren un control de hidrógeno más estricto. Por ejemplo, los aceros A913 Gr.50, 60 y 65 en la Tabla 5.11 califican para el precalentamiento de la Categoría D cuando se sueldan con consumibles H8. El A913 Gr.80 requiere consumibles H4 — la clasificación más restrictiva — lo que refleja su mayor Límite Elástico y mayor sensibilidad a la fisuración. Los consumibles H8 comunes incluyen los Electrodos SMAW E7018-H8 y la mayoría de los alambres sólidos GMAW como ER70S-6. Los consumibles H4 generalmente requieren procedimientos especiales de manipulación y almacenamiento para mantener su clasificación de Bajo Hidrógeno.

El Anexo B de D1.1 proporciona dos métodos analíticos para determinar el precalentamiento utilizando la química real del acero en lugar de las Categorías basadas en especificaciones. El método de control de dureza de la ZAT utiliza CE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 para Soldaduras de Filete. El método de control de hidrógeno utiliza Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B para todos los tipos de uniones. El Anexo B considera la química real de su certificado de calidad del material, el nivel de hidrógeno de sus consumibles y la restricción de su unión — tres variables que la Tabla 5.11 no tiene en cuenta. La Tabla 5.11 es el valor predeterminado para las EPS precalificadas. El Anexo B es la alternativa cuando la Tabla 5.11 parece excesivamente conservadora o no lo suficientemente exigente para la química específica de su acero. El Ingeniero debe aprobar el uso del Anexo B según Clause B1. Calcule su CE y Pcm con nuestra calculadora de equivalente de carbono.