96244707-Clase-13-Defectos

DEFECTOS EN SOLDADURA Discontinuidades y defectos en soldadura. Víctor Osorio L. Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDAD

Views 104 Downloads 2 File size 8MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Citation preview

DEFECTOS EN SOLDADURA

Discontinuidades y defectos en soldadura.

Víctor Osorio L.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Discontinuidad

Defecto

Falla

Discontinuidad es una interrupción de la estructura tipica de una soldadura, como la falta de homogeneidad en las características mecánicas, metalúrgicas y/o físicas del material o de la unión soldada (historia previa del material). Defecto es una discontinuidad o discontinuidades que por su naturaleza o efecto acumulado, no logran los criterios de aceptación minimos pedidos por la norma o especificacion. Falla es cuando la pieza se fractura es la separación del sólido bajo tensión en dos o mas partes. Ductil (fcc) Fragil (transgranular; hcp, bcc a bajas Tº)

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

Indicación: evidencia de una discontinuidad resultante que se relaciona con alguna propiedad del material mediante la aplicación de un END. Interpretación de la indicación consiste en hallar la correlación entre la indicación observada con la naturaleza, morfología, situación, orientación, posición y tamaño de la discontinuidad (heterogeneidad). Evaluación de Indicaciones: consiste en hallar la correlación entre la discontinuidad detectada con con su efecto posterior en las propiedades requeridas de la unión, luego de que la indicación ha sido interpretada. De la evaluación surgirá sí la indicación es irrelevante es un defecto. Con esta evaluación se decide, si la union soldada debe ser rechazada, reparada o aceptada para su uso.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Métodos no destructivos de Ensayo: • • • • • • • •

RT - Radiografía (Radiographic testing) UT - Ultrasonido (Ultrasonic testing) MT - Partículas magnéticas (Magnetic testing) PT - Líquidos penetrantes (Penetrant liquids testing) VT - Evaluación visual (Visual testing) LT - Ensayo de estanqueidad (Leak testing) ET - Corrientes parásitas (Eddy’s current testing) AE - Emisión acústica (Acustic emission)

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Indicaciones alargadas (linear indications) son aquellas indicaciones cuya longitud L es mayor a 3 veces su ancho A: (L > 3A). • Indicaciones redondeadas (rounded indications) Son aquellas indicaciones cuya longitud L es menor o igual a 3 veces su ancho A: ( L  3A ). • Indicaciones alineadas (radiografía) Tres o más indicaciones alineadas aproximadamente paralelas al eje de la soldadura, suficientemente cerca entre ellas como para ser considerada discontinuidad única e intermitente.

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Norma: calidad mínima requerida para un producto o servicio. • La razón para aplicar normas y códigos es asegurar que una unión soldada tendrá un desempeño adecuado para la función que fue diseñada, con condiciones de seguridad, y consistencia.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

NORMAS

Las normas en las construcciones soldadas se utilizan porque: • Son compendios de exigencias originadas en experiencias catastróficas. • Reúnen el conocimiento los intereses y las necesidades, buscando el bien común de la sociedad. • Deben aplicarse con consistencia y tomando una sola a la ves, pudiendo complementarlas con exigencias adicionales.

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

Algunas normas hutilizadas en las construcciones soldadas: • AWS – American Welding Society • ASME – American Society of Mechanical Engineers • ASME B31, “Code for Pressure Piping” • ANSI/AWS D1.1 “Structural Welding CodeSteel” • BPVC – “The ASME Boiler and Pressure Vessel CodeASNT – American Society of Nondestructive Testing • API – American Petroleum Institute

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• ANSI – “American National Standards Institute • ASTM – Inicialmente era conocida como “American Society for Testing and Materials • EN – Normas Europeas (European Normalisation) • BSA (normas BS) – British Standard Association • DIN – Instituto Alemán de Normalización (Deutsches Institute fuer Normung)

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• AFNOR (normas NF) – Asociación Francesa de Normalización (Association Francaise de Normalisation) • JSA (normas JIS) – Japanese Standards Association • UNIT – Instituto Uruguayo de Normas Técnicas • ISO – International Organization for Standardization • INN Instituto Nacional de Normalización Chile

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

NORMAS

Uso de normas relacionadas con soldadura: Cuatro tipos de normas pueden ser utilizadas en la fabricación, montaje, y reparación de uniones soldadas: • 1.Normas para el diseño, construcción y reparación del equipo (recipiente, tanque, cañería, intercambiador, caldera, horno, reactor, etc).

• 2.Normas para especificación y calificación de procedimientos de soldadura. • 3.Normas para calificación de soldadores. • 4.Normas de control de calidad mediante ensayos no destructivos y sus criterios de aceptación

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

NORMAS

• Las normas nacionales o internacionales pueden ser complementadas con los requisitos propios de cada empresa. • Las normas están en continua revisión, y sufren modificaciones (en muchos casos en forma anual) motivadas por: a) errores en la misma, o b) demasiadas exigencias, o c) no incluyen nuevos desarrollos tecnológicos. DEBE UTILIZARSE LA ÚLTIMA EDICIÓN DE LAS NORMAS.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

NORMAS

Normalización de los ENDs (Ensayos No Destructivos): • Todas las normas mencionadas, cuando tratan de las discontinuidades que son aceptadas o rechazadas, hacen referencia a ENDs. Por ejemplo cuando se manejan las normas de diseño ASME, todas ellas hacen referencia a la Sección V del BPVC de ASME. Esta Sección indica en qué condiciones deben ser realizados los ensayos no destructivos utilizados en la evaluación de las discontinuidades de las soldaduras.

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Cada norma utilizada, tanto en el diseño, construcción, calificación de los procedimientos y calificación de los soldadores, señalan los límites para la aceptación o rechazo de las discontinuidades detectadas con los ENDs. • Normalmente no coinciden estos límites para el diseño / construcción, la calificación de procedimientos, y de soldadores, pues por sentido común hay que exigir más cuando se califican a los soldadores que cuando luego se evalúan las discontinuidades en el trabajo.

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

Veamos qué especifican las normas en cuanto a los ENDs: • AWS D1.1: Los END se hacen utilizando los lineamientos de la ANSI/AWS B1.0 “Guide for Nondestructive Inspection of Welds”, y la metodología debe conformar a diversas normas ASTM. El personal que hace los ENDs debe estar calificado de acuerdo con la ASNT RP SNT-TC-1A. • API 1104: La radiografía se hace con los procedimientos de la misma norma, los ICI surgen de ASTM E 142 ó E 747; los procedimientos de las otras técnicas de ENDs deben cumplir con otras normas ASTM. Los que interpretan las placas deben ser Niveles II ó III exclusivamente (no dice de qué norma, pero se supone que es ASNT).

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• ASME (BPVC y B31): Los ENDs se realizan con procedimientos dados por la Sección V del BPVC. El personal que hace los ENDs debe estar certificado de acuerdo con ASNT. • API 620/650: Ídem al ASME.

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

Mínimas condiciones para realizar un adecuado control de obra según normas: Para hacer un correcto seguimiento de la obra lo básico que se debe saber, además de las normas aplicables, es lo siguiente: • 1) Deben estar indicados en planos constructivos los tipos de soldadura, con la simbología correspondiente: soldaduras a tope (en cañerías y recipientes serán de penetración total), dimensiones de los catetos en las soldaduras filete (continuas o intermitentes, y en este último caso el largo y separación de los cordones). • 2) Debe solicitarse o reunirse la siguiente documentación: procedimientos de soldaduras calificados a utilizar, soldadores calificados, tipos de controles (inspección visual y demás ENDs).

Víctor Osorio L.

NORMAS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Debe exigirse a la empresa ejecutora del trabajo que se haga responsable de la calidad del mismo, mediante el cumplimiento de lo indicado por la(s) norma(s) exigida(s). Absolutamente todas la normas establecen que el fabricante es el responsable del fiel cumplimiento de las especificaciones, y debe contar con personal competente y maquinaria apta para tal fin. • Pero es fundamental que al fabricante se le indique claramente y sin ambigüedades qué normas deben aplicarse, pues buena parte del éxito de una obra radicará en las adecuadas especificaciones técnicas.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• UNIÓN SOLDADA • ZAC: Zona Afectada por el Calor • MB: Metal Base • MF: Metal Fundido ZAC1

MB1

MF

ZAC2

MB2

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

SOLDADURAS A TOPE

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

SOLDADURAS DE FILETE

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

DIMENSIONES DE LAS SOLDADURAS DE FILETE

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Separación de raiz de la soldadura a tope y de filete.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

Clasificación de los defectos de soldadura de acuerdo a su ubicación:

A. Discontinuidades e imperfecciones superficiales

B. Discontinuidades e impurezas internas

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

A. Discontinuidades e imperfecciones superficiales: a.1. Excesos de penetración a.1.1 uniforme a.1.2 descolgadura a.2. Falta de penetración (soldadura en V o en U)

a.2.1 parcial a.2.2 total

a.2.3 raíz cóncava a.2.4 raíz con rechupe a.3. Falta de relleno a.4. Mordedura a.5. Salpicadura

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

a.6. Picadura a.7. Falta de continuidad a.8. Erosiones y huellas a.9.1 exceso de rebajado a.9.2-3huellas de mecanizado, amolado

a.9.4 martillazos a.9. Chispazos

a.10. Restos de electrodos

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

B. Discontinuidades e impurezas internas b.1. Grieta

b.1.1 longitudinales b.1.2 transversales

b.1.3 de borde b.1.4 de cráter o estrella

b.2. Falta de penetración (soldadura en K en X o doble U) b.2.1 en la abertura de la raíz b.2.2 entre pasadas b.3. Falta de fusión b.3.1 en la abertura de la raíz b.3.2 lateral b.3.3 entre capas del cordón

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

b.4. Inclusiones

DEFECTOS EN SOLDADURA

b.4.1 escoria b.4.2 óxidos

b.4.3 otros metales b.5. Cavidades y poros b.5.1 poros de morfología esferoidal b.5.2 poros de morfología alargados ó vermiculare b.5.3 poros capilares b.5.4porosidad

uniforme localizada lineal

b.5.5 rechupes

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

Clasificación de los defectos de soldadura de acuerdo a su origen: I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos

a. geométricos b. otros

II. Defectos metalúrgicos

III. Defectos de diseño

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos a. Geométricos

Desalineamiento

mordeduras concavidad o convexidad

excesivo o deficiente refuerzo ángulo de refuerzo deficiente overlap descolgadura (exceso de penetración) penetración incompleta falta de fusión contracciones

irregularidades superficiales

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos b. Geométricas

golpes de arco (arc strike)

inclusiones de escoria inclusión de tungsteno óxidos weld dressing chisporroteo (spatter) (salpicadura a5) crater

DEFECTOS EN SOLDADURA

II. Defectos metalúrgicos

Grietas o fisuras

grietas en caliente grietas en frío

grietas de recalentamiento (reheat) grietas por alivio de tensiones strain-age

DEFECTOS EN SOLDADURA

III. Defectos de diseño

cambios en sección concentrador de tensiones

diseño de la unión

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

a) Porosidad uniformemente dispersa Imagen radiográfica: puntos redondeados de densidad mas oscura, tamaño diversos y distribución irregular

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

b) Porosidad agrupada (Cluster porosity)

Imagen radiográfica: puntos redondeados o ligeramente alargados de una densidad mas oscura, agrupados pero irregularmente espaciados.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

c) Porosidad alineada (Linear porosity)

Imagen radiográfica: puntos redondeados y alargados de una densidad mas oscura, que pueden estar conectados y que forman una línea recta en el centro del ancho de la imagen.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

d) Porosidad vermicular o tipo gusanos (Piping porosity) • Es un poro de gas alargado.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

2)

Inclusiones (Inclusions)

a) Inclusiones de escoria (Slag inclusions)

Imagen radiográfica: un punto de forma irregular y de una densidad mas oscura, generalmente alargado ligeramente y aleatoriamente espaciado

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Inclusiones de escoria tipo carrileras:

Imagen radiográfica: lineas alargadas paralelas o sencillas de una densidad mas oscura, de ancho irregular y con curvas en dirección longitudinal.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

b) Inclusiones de Tungsteno

Imagen radiográfica: puntos de forma irregular y de una densidad mas baja, distribuidas aleatoriamente en la imagen de la soldadura.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• 3) Fusión incompleta (Incomplete fusion) o falta de fusión. • Discontinuidad bidimensional causada por la falta de unión entre los cordones de soldadura y el metal base, o entre los cordones de la soldadura. • Es el resultado de técnica de soldadura, preparación del metal base, o diseño de la junta inapropiados.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

• Soldaduras con fusión completa

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

• Soldadura con fusión incompleta

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

4)

Penetración incompleta o (Incomplete joint penetration)

falta

de

penetración

• Se produce cuando el metal fundido no logra formar coalescencia en todo el espesor de la junta. • Esta puede resultar de un insuficiente aporte de energía calórica, diseño de la junta inapropiado (por ejemplo demasiado espesor para ser penetrado por el arco, o visel insuficiente), o control lateral del arco inapropiado.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

• Penetración completa e incompleta

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

• Penetración incompleta

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Penetración incompleta

Imagen radiográfica: una banda de densidad mas oscura, con bordes paralelos muy rectos en el centro, del ancho de la imagen.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

5) Fisuras (Cracks) Ocurren en el metal base y en el metal de aporte, cuando las tensiones localizadas exceden la resistencia última del material. La mayor parte de las normas utilizadas consideran que las fisuras son, independientemente de su longitud, defectos y por lo tanto una vez detectadas deben eliminarse.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Las grietas pueden clasificarse en: • a) Grietas en caliente: se desarrollan durante la solidificación y su propagación es intergranular. • b) Grietas en frío: se desarrollan luego de la solidificación, son asociadas comúnmente con fragilización por hidrógeno. Son intergranular y transgranular.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Grieta longitudinal en la raíz

Imagen radiográfica: líneas retorcidas y onduladas de una densidad mas oscura en cualquier lugar a través del largo de la imagen.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Grietas transversales

Imagen radiográfica: linea retorcida y ondulada de una densidad mas oscura a través de todo el ancho de la imagen.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

6) Socavadura / mordedura (“Undercut”) La socavadura es una muesca o canaleta o hendidura ubicada en los bordes de la soldadura; es un concentrador de tensiones y además disminuye el espesor de las planchas o caños, todo lo cual es perjudicial. Pueden darse en la raíz o en la cara de la soldadura. Asociadas generalmente con técnicas inapropiadas y/o corrientes excesivas de soldadura

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

– Socavaduras de cara y de raíz.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Socavadura de cara

Imagen radiográfica: una densidad irregular más oscura a lo largo del borde de la imagen. Dicha densidad siempre será más oscura que la de la pieza a ser soldada.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Socavadura de raíz.

Imagen radiográfica: una densidad irregular mas oscura cerca del centro en el ancho de la imagen de la soldadura y a lo largo del borde de la imagen del cordón de raíz.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

7) Concavidad (Underfill) • Se produce cuando el metal de soldadura en la superficie de la cara externa, o en la superficie de la raíz interna, posee un nivel que está por debajo de la superficie adyacente del metal base.

DEFECTOS EN SOLDADURA

8) Garganta insuficiente (Insuficient throat) • Puede ser debido a una depresión en la cara de la soldadura de filete, disminuyendo la garganta, cuya dimensión debe cumplir la especificación dada por el proyectista para el tamaño del filete. 9) Catetos demasiado cortos (Insuficient legs) • Es un tamaño menor que el adecuado para su uso, en los catetos de la soldadura de filete. Es de índole similar a la discontinuidad anterior.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

10) Solape (Overlap) (Metal de soldadura apoyado sobre el metal base sin fundirlo) • Es la porción que sobresale del metal de soldadura más allá del límite de la soldadura o de su raíz. Se produce un falso borde de la soldadura, estando el metal de soldadura apoyado sobre el metal base sin haberlo fundido (como que se derramó el metal fundido sobre el metal base). Puede resultar por un deficiente control del proceso de soldadura, errónea selección de los materiales, o preparación del metal base inapropiados.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

11) Sobremonta excesiva (Weld reinforcement) • La sobremonta es un concentrador de tensiones y, además, un exceso de ésta aumenta las tensiones residuales, presentes en cualquier soldadura, debido al aporte sobrante. Por estos motivos las normas limitan el valor de R, que en general no debe exceder de 1/8” (3mm).

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

12) “Laminaciones” (Laminations) • Son discontinuidades planas y alargadas en el metal base, encontrándose normalmente en la parte media del espesor de los materiales forjados (como lo son las planchas de acero utilizadas para construcción de recipientes o tanques, que se producen por laminado (rolado), el cual es un proceso de forja).

DEFECTOS EN SOLDADURA

13) Fisuras laminares (Lamellar tears) • Son fracturas en forma de terraza en el metal base, con orientación básicamente paralela a la superficie forjada. Son causadas por altos esfuerzos en la dirección del espesor que resultan del proceso de soldadura.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

14) Golpes de arco / apertura de arco / arranque de arco / chisporroteo (en el material base fuera de la soldadura) (Arc strike) • Imperfección localizada en la superficie del metal base, caracterizada por una ligera adición o falta de metal, resultante de la apertura accidental del arco eléctrico.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

15) Desalineación (High – Low) • Esta discontinuidad se da cuando en las uniones soldadas a tope las superficies que deberían ser paralelas se presentan desalineadas; también puede darse cuando se sueldan dos caños que se han presentado excéntricamente, o poseen ovalizaciones. Las normas limitan esta desalineación, normalmente en función del espesor de las partes a soldar. • Es frecuente que en la raíz de la soldadura esta desalineación origine un borde sin fundir.

DEFECTOS EN SOLDADURA

16) Salpicaduras (Spatter) • Son los glóbulos de metal de aporte transferidos durante la soldadura y adheridos a la superficie del metal base, o a la zona fundida ya solidificada. Es inevitable producir cierto grado de salpicaduras, pero deben limitarse eliminándose, aunque más no sea por estética, de la superficie soldada. Las salpicaduras pueden ser origen de microfisuras (como los arranques de arco sobre el metal base), y simultáneamente son un punto de inicio de la oxidación en superficies pintadas ya que tarde o temprano estos glóbulos podrán desprenderse del metal base, llevando consigo la pintura superficial allí localizada.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

17) Penetración excesiva (Excesive penetration) • En una soldadura simple desde un solo lado (típicamente soldaduras de cañerías), esta discontinuidad representa un exceso de metal aportado en la raíz de la soldadura que da lugar a descolgaduras de metal fundido.

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

• Placa radiográfica con excesiva penetración.

Imagen radiográfica: una densidad mas clara en el centro del ancho de la imagen ya sea extendida a lo largo dela soldadura o en gotas circulares aisladas.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

18) Rechupes (de cráter) • Es la falta de metal de soldadura resultante de la contracción de la zona fundida, localizada en la cara de la soldadura.

19) Porosidad alargada en la raíz (Hollow - bead porosity (HB)) • Es definida como una porosidad alargada alineada a lo largo de la línea central de la soldadura que ocurre a lo largo del cordón de raíz de la soldadura.

20) Quemado a traves (Burn - Through (BT)) • Es definida como una porción del cordón de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el metal de soldadura sea soplado hacia el interior, o puede que se descuelgue un excesivo metal fundido. Suele presentarse como una depresión no alargada, en forma de cráter, en la raíz.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS

• Quemada a traves: (burn through)

Imagen radiográfica: una densidad localizada mas oscura con bordes borrosos en el centro del ancho de la imagen. Puede ser mas ancha que la imagen de la raíz.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURA

Falta de fusión

• Definición: discontinuidad en la soldadura en que la fusión no ocurre entre el material de soldadura y el metal base • Causa: Por un inadecuado ensamble del metal base, diseño de las juntas, o una insuficiente intensidad de corriente y voltaje en la soldadura • Para evitar la incompleta fusión, se deben especificar correctamente el procedimiento y parámetros de soldadura

Víctor Osorio L.

Falta de fusión

DEFECTOS EN SOLDADURA

• La mala manipulación de la soldadura al arco es probablemente la causa más común de la falta de fusión. La habilidad del soldador para manipular el arco es considerado el primer propósito en su calificación • Manipulación del arco – Velocidad de avance – Término de cada cordón – Tiempos de detención – Ángulo de ataque

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA



Existen 3 tipos de falta de fusión – Falta de fusión en lado del cordón – Falta de fusión en el centro de la soldadura – Falta de fusión en la raíz de la soldadura

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Falta de penetración • Definición: Falta de fusión en la raíz de la soldadura • Causa: falta de energía calórica en la zona de fusión, no completando la sección transversal

• El refuerzo es una solución, pero no basta ya que siempre es crucial una buena manipulación del arco

Refuerzo

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Defecto Falta de penetración

• Esta discontinuidad resulta de una insuficiencia corriente, una excesiva velocidad de avance, un inadecuado ángulo de bisel, insuficiencia abertura del talón.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Inclusiones de escoria • Se dividen en 2 tipos: – La escoria es un producto no metálico que resulta de la disolución del fundente y las impurezas no metálicas en algún proceso de soldadura – Inclusiones que quedan atrapadas de un material sólido ajeno a la soldadura, como puede ser escoria, fundente, tungsteno, u óxido

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental • Acero estructural ASTM A36 • Soldadura E7018 Lincoln Electric

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Preparación de las Placas (cupones) • Placa según la norma “Structural Welding Code” AWS:

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Ensayo doblado

• Se realizó 2 tipos de doblado, de cara y raíz

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Ensayo de doblado

• Este ensayo se realizó en la máquina universal de ensayos, matriz • Se le aplicó carga mediante un punzón que es empujada por la máquina universal

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Resultados Ensayo de doblado

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Resultados Ensayo de doblado Porosidad

FDF

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Ensayo tracción • Se determinó el área representativa

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Resultados Ensayo de tracción • Este ensayo se hizo, al igual que el ensayo de doblado, en la máquina universal de ensayos

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Ensayo tracción

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Ensayo de tracción

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Test impacto • La tenacidad es la capacidad della union soldada de absorver energia, que la hace difícil de romper al impacto o choque • El entalle se fabricó al costado de la soldadura y en la mitad

DEFECTOS EN SOLDADURA

Resultados Ensayo de impacto

DEFECTOS EN SOLDADURA

FIN

DEFECTOS EN SOLDADURA

DEFECTOS EN SOLDADURA

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Propiedades mecánicasLímite de ruptura • Acero A36 Límite de fluencia Alargamiento 50 mm

• E7018

Resistencia a la tracción Límite de fluencia Alargamiento 50 mm

400-500 MPa 250 MPa

40,856,1Kg/m 2 m 25.4 Kg/mm2

23%

505 MPa

51,5 Kg/mm2

437 MPa

44,5 Kg/mm2

30%

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental • Las discontinuidades que se lograron introducir intencionalmente

• Los ensayos que se realizaron

– Ultrasonidos – Porosidad – Tracción – Falta de Fusión – Doblado – Falta de penetración

– Impacto

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Proceso: generales SMAW del procedimiento • Características

Tipo: Respaldo: Tipo de Metal bisel: base: Tipo  electrodo: electrodo: Tipo corriente: Polaridad:

Manual Si En V < 45º Acero A36 E-7018 5/35 pulgadas ( 4 mm.) Continua Directa

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Preparación de las Placas • Porosidad: Se humedeció el electrodo E-7018 y luego se procedió a soldar la placa con oscilaciones y pausas, con un amperaje de 140 Amperes. • Falta de fusión: Se realizó con 130 amperes, para lograr que no se funda todo el material de aporte, quedando espacios sin fundir en el medio y al lado de la soldadura.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Preparación de las Placas

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental Ensayo no destructivo

• Se aplicó Ultrasonido, para verificar las discontinuidades de cada placa • El equipo que se utilizó es un USN 50 marca Krautkrämer • El palpador angular de 60º.

Víctor Osorio L. DEFECTOS EN SOLDADURA

Desarrollo experimental • Cantidad de probetas a realizar (AWS) Espesor Ensayo Doblad Doblad Doblado Ensayo de la tracció o de o de de lado de placa a n raíz cara impacto 3