El desafío: tensiones residuales en estructuras soldadas de gran porte

En la fabricación de puentes y soportes industriales, las uniones soldadas generan tensiones internas que pueden comprometer la integridad estructural. Nuestro cliente, un fabricante de componentes para infraestructura vial, enfrentaba problemas de deformación y microfisuras en vigas de acero de hasta 12 metros de longitud tras el proceso de soldadura. Las piezas no cumplían con las tolerancias dimensionales exigidas por la normativa europea EN 1090-2, lo que generaba rechazos en obra y retrasos en los plazos de entrega.

Enfoque técnico: normalizado y recocido en atmósfera controlada

Tras analizar la composición del acero (S355J2+N) y los registros térmicos de las soldaduras, diseñamos un ciclo de tratamiento térmico en dos fases. Primero, un normalizado a 900 °C con enfriamiento al aire para refinar la microestructura y homogeneizar las tensiones. Segundo, un recocido de alivio a 620 °C durante 4 horas en horno de atmósfera controlada con nitrógeno, evitando la oxidación superficial y garantizando una reducción de tensiones superior al 85 %.

Implementación y control de calidad

El proceso se ejecutó en nuestra planta de hornos de gas con capacidad para piezas de hasta 15 toneladas. Se instrumentaron 24 termopares tipo K distribuidos en la superficie y el interior de las vigas para monitorizar la uniformidad térmica. Los datos se registraron en tiempo real mediante un sistema SCADA, asegurando que la rampa de calentamiento no superara los 50 °C/h y que el enfriamiento controlado evitara la formación de martensita.

• Reducción de tensiones residuales medida por difracción de rayos X: de 320 MPa a 45 MPa.
• Deformación máxima tras tratamiento: 0,8 mm/m, dentro de la tolerancia de 1,5 mm/m.
• Dureza final homogénea: 165 HBW ± 5 HBW en toda la sección.
• Cero rechazos en las pruebas no destructivas (ultrasonidos y partículas magnéticas).

Resultados y validación en campo

Las vigas tratadas se instalaron en un puente peatonal de 40 m de luz en la provincia de Toledo. Tras 18 meses de servicio, las inspecciones periódicas no han detectado ninguna fisura ni deformación anómala. El cliente ha reportado una reducción del 30 % en los costes de rectificación mecánica posterior y ha ampliado su contrato para incluir todos los componentes críticos de sus próximos proyectos.