Tanto el oxígeno en forma de óxidos como el hidrógeno pueden originarse de la superficie del metal de aporte o metal base.
El hidrógeno puede originarse de:
• Humedad, por ejemplo, condensación en las superficies.
• Humedad en las escamas, óxidos o herrumbre.
• Contaminación de hidrocarburo por grasa o aceite.
Los óxidos se originan de las escamas y de otras fuentes. Los gases de protección prácticamente nunca se contaminan en el cilindro o en el tanque, pero sí pueden contaminarse en el mismo proceso de soldadura. Una de las causas es la entrada de aire y humedad en el sistema del gas de protección a través de:
• Mangueras defectuosas.
• Conexiones con pérdidas.
• Difusión a través de mangueras.
• Pérdidas en sopletes refrigerados con agua.
• Formación de humedad en las mangueras durante largos períodos sin soldar.
La contaminación del metal de aporte puede causar porosidad, fragilidad y reducción de la resistencia a la corrosión. Tanto la porosidad como la fragilidad conducen a un debilitamiento de la soldadura. La porosidad puede detectarse por medio de una inspección de rayos X, medio normal para probar soldaduras. Para
determinar si se ha originado tendencia a las quebraduras o si se han deteriorado las propiedades de corrosión, se requieren otros medios de prueba más complejos. Estas pruebas, por lo general, no se realizan en relación con la soldadura.
Porosidad
El proceso de formación de porosidades durante la soldadura de arco protegida por gas se denomina formación metalúrgica de poros. Dicha formación es causada por el hecho de que el metal base puede disolver diferentes cantidades de contaminantes a diferentes temperaturas. A temperaturas tan altas como para fundir el metal pueden disolverse cantidades considerables de contaminantes. Una vez que el metal se solidifica, la solubilidad de los contaminantes se reduce drásticamente.
Si hay impurezas presentes mientras la soldadura está en proceso, una cierta cantidad se disolverá en el cordón de soldadura. A medida que el metal se solidifica, las impurezas no tienen tiempo suficiente para disolverse fuera del material. Si el nivel de contaminación en el metal de soldar que se está solidificando es mayor que el que puede ser disuelto, se formarán burbujas de gas. Algunas de las burbujas
de gas pueden subir a la superficie y desaparecer, mientras que otras permanecen en el metal de soldar que se está solidificando, formando poros.
Fragilidad.
Un nivel de impurezas inferior al necesario para causar porosidad puede provocar fragilidad en el conjunto de partes soldadas. En otras palabras, las soldaduras pueden sufrir los efectos de la fragilidad, aunque las pruebas de rayos X demuestren que están libres de porosidad. En la soldadura de acero es principalmente el hidrógeno el causante de la fragilidad; este fenómeno se denomina fragilidad por hidrógeno. En el cordón de soldadura se pueden disolver cantidades relativamente altas de hidrógeno, cuando el metal se solidifica, el hidrógeno que no ha podido disolverse fuera del material quedará sobresaturado en la soldadura (o habrá formado poros).
A través de la disolución forzada, se altera la microestructura del acero y el material se vuelve frágil. A medida que continúa el enfriamiento, los átomos de hidrógeno se disuelven en diminutas cavidades, microfisuras o inclusiones de escorias en el metal de soldar. Allí, el hidrógeno pasa a su estado gaseoso (2H ® gas H2). La presión en estas cavidades puede elevarse a niveles extremos.
Alrededor de las cavidades la concentración de hidrógeno es excepcionalmente alta, lo que causa una gran fragilidad en ese lugar. La alta presión de gas en las cavidades y la fragilidad pueden provocar una fractura en las estructuras soldadas. El nitrógeno en ciertas cantidades puede causar también una fragilidad del acero. Sin embargo, el nitrógeno no tiende a concentrarse alrededor de las fisuras y de las cavidades en la misma forma que el hidrógeno, lo que reduce el riesgo de una fragilidad por nitrógeno. La fragilidad también puede presentarse en otros materiales; por ejemplo, el titanio puede tornarse frágil por efecto del nitrógeno y el oxígeno, esto ocurre porque los átomos de nitrógeno y oxígeno, disueltos en los metales, causan dislocaciones en la matriz. El hidrógeno también puede producir fragilidad en el titanio. El hidrógeno disuelto en el metal de soldar se precipita durante el enfriamiento en forma de hidruros, que reducen la resistencia al impacto del material, haciéndolo más frágil.