• Author / Uploaded
• Wilberto Lobo Marimon

Citation preview

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME DE LABORATORIO #6

TEMA: ENSAYO DE DOBLEZ GUIADO DE SOLDADURA

PRESENTADO POR: WILBERTO LOBO MARIMÓN

ENTREGADO A PROF. ALFREDO WILLIAN BARRIOS GALVEZ

PROCESOS DE MANUFACTURA I

Marzo 4 de 2020

PROCESO DE SOLDADURA SMAW ENSAYO DE DOBLEZ GUIADO

 

OBJETIVO Análisis de la unión de soldadura por medio de un ensayo destructivo (doblez guiado) Determinar los defectos de la unión soldada MARCO TEÓRICO

Casi siempre es difícil determinar la calidad de una soldadura con sólo la observación. En la mayoría de los casos, la calidad de la soldadura es crítica, se reflejará en el trabajo determinado y en muchos casos puede ser de vida o muerte. Las grietas o irregularidades en la superficie de una soldadura puede detectarse en forma visual con la ayuda de productos químicos o de un campo magnético; pero las inspecciones visuales no indican las condiciones de la soldadura debajo de la superficie, por lo que los defectos ocultos bajo la superficie se detectan con pruebas destructivas o no destructivas, con un equipo complejo. Para efectuar el control de la calidad de la soldadura existen numerosos métodos o ensayos, que pueden agruparse en dos clases: Ensayos no destructivos y destructivos. ENSAYOS DESTRUCTIVOS En muchos casos, se utilizan las pruebas destructivas en muestras (probetas) para determinar si el proceso, procedimientos, materiales o el operario son satisfactorios para determinada aplicación. Las pruebas destructivas incluyen pruebas de fractura, pruebas de tracción, pruebas de flexión y pruebas metalográficas. PRUEBAS DE FRACTURA Las pruebas de fractura se utilizan en general para conocer la calidad general de una unión soldada. La unión que se va a probar se sujeta en un tornillo de banco o con una herramienta dobladora.

Figura 10.2 El quebramiento de una pieza soldada En la prueba de fractura sólo se experimenta una muestra o una sección corta de la soldadura. Cuando se fractura la soldadura se hace inspección visual para determinar el defecto.

PRUEBAS DE TRACCIÓN La resistencia de una unión soldada se determina con la prueba de tracción, en la cual la unión soldad o una sección pequeña de ella se rompen con fuerzas de tracción, en la cual la unión soldada o una sección pequeña de ella se rompen con fuerzas de tracción.

Figura 10.3 Forma de prueba a la tracción. Se hace un examen visual para ver si hay defectos de soldadura rota; a este respecto, la prueba de tracción es similar a la prueba de fractura, pero en la tracción, se determinan la resistencia a la tracción, resistencia a punto de cadencia y porcentaje de alargamiento de la unión soldada. Estos valores se comparan con las normas ya establecidas para indicar la calidad general de la soldadura. PRUEBAS DE FLEXIÓN La prueba de flexión es rápida y fácil para determinar las condiciones físicas y la resistencia aproximada de la soldadura; por lo general, se hace con una muestra de azar de piezas soldadas. Se flexiona la soldadura a un radio predeterminado en una prensa y se inspecciona para comprobar si tiene grietas, penetración deficiente o estiramiento disparejo. A veces se rompen las soldaduras después de esta prueba para obtener informar adicional. Hay dos tipos comunes de pruebas de flexión para soldadura: la de flexión libre y la de flexión guiada.

Figura 10.4 Forma de prueba por doblamiento en “U” EL ENSAYO DE PLEGADO GUIADO Para este proyecto se requieren dos probetas una recibe el nombre de probeta de cara y se utiliza para comprobar la calidad de la fusión; es decir para ver si la soldadura está libre de defectos tales como porosidades, inclusiones, falta de fusión etc. La segunda llamada probeta de raíz se emplea para comprobar la calidad de la penetración. Para realizar el plegado de cara se sitúa la probeta correspondiente sobre el útil de doblar, de forma que la parte ancha del cordón quede hacia abajo, y se aplica presión hasta la probeta tome la forma de una “U”. PRUEBAS DE PRESIÓN DE AIRE O AGUA Una de las pruebas que se utiliza para comprobar la resistencia a la presión es, mediante el llenado de la presión del aire comprimido o con agua, a tal presión, que debe ser mayor a la presión de trabajo. Utilizada principalmente para pruebas de tanques cisternas, tanques de combustibles de cocinas y otros. En esta prueba se observarán deformaciones de pieza, sopladuras, etc.

Figura 10.5 Forma de prueba por presión de aire o agua.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

ENSAYO VISUAL (VT) La inspección visual es una secuencia de operaciones que se realizan a lo largo de todo el proceso productivo y que tiene como fin asegurar la calidad de las uniones soldadas. Se inicia con la recepción de los materiales en el almacén, continúa durante todo el proceso de soldadura y finaliza cuando el inspector examina y marca, si es necesario, las zonas a reparar y completa el informe de inspección

VENTAJAS

DESVENTAJAS

- Simple de usar en - Fiabilidad áreas donde otros dependiente de la métodos son habilidad y la impracticables experiencia del operario - Ayudas ópticas mejoran el método - Requiere accesibilidad para visibilidad directa de la zona

APLICACIONES

- Detección de daños superficiales, discontinuidades o daños estructurales en todos los materiales

ENSAYOS CON LÍQUIDOS PENETRANTES (PT) Los ensayos con líquidos penetrantes consisten en la aplicación de un líquido sobre la superficie del cuerpo a examinar, que penetra por capilaridad en las imperfecciones de la soldadura. Una vez limpiado el exceso, nos revelará el que ha quedado retenido en la imperfección (poros, fisuras, etc.). Existen dos tipos de líquidos penetrantes, los fluorescentes y los no fluorescentes, aunque los más utilizados son los no fluorescentes. La característica distintiva principal entre los dos tipos es:

Ambos líquidos se aplican igual y constan de las siguientes fases:  Limpieza inicial de la pieza.  Aplicación del líquido penetrante.  Medida del tiempo de penetración.  Eliminación del líquido sobrante.  Aplicación del líquido revelador.  Examen de la pieza.  Limpieza final de la pieza. VENTAJAS DESVENTAJAS - Simple de usar, preciso y fácil de interpretar

APLICACIONES Detección de grietas superficiales en todos los metales

ENSAYOS CON ULTRASONIDOS (UT) El equipo utilizado para la aplicación de estas técnicas es capaz de generar, emitir y captar haces de ondas muy bien definidas sujetas a las leyes de reflexión al encontrar en su trayectoria un cambio en las propiedades físicas del medio en el cual se propagan. Al ser captadas, son analizadas según el objetivo del equipamiento y con la determinación del tiempo transcurrido desde su emisión hasta su recepción, puede conocerse la distancia recorrida, al ser la velocidad previamente establecida.

Es un método en el cual un haz sónico de alta frecuencia (125 KHz a 20 MHz) es circulado en el material a ser inspeccionado con el objetivo de detectar discontinuidades internas y superficiales (fisuras, inclusiones, etc.). El sonido que recorre el material es reflejado por las interfaces y es detectado y analizado para determinar la presencia y localización de discontinuidades. VENTAJAS

DESVENTAJAS

- Alta precisión, - Se requieren patrones para transportable y ajustar el instrumento alta sensibilidad - Se requiere operadores - Rápido y fácil de entrenados operar - Requiere corriente externa

APLICACIONES - Detección de discontinuidades en la superficie y cerca de la superficie mediante técnicas de pulsos y ecos

Resultados - La orientación de la grieta inmediatos debe ser conocida para seleccionar el tipo de onda usada

INSPECCIÓN CON PARTICULAS MAGNÉTICAS (MT) El ensayo con partículas magnéticas consta de tres fases: magnetización de la zona a observar, repartición de las partículas magnéticas y la observación de las indicaciones. Consiste en someter a la pieza a inspeccionar a una magnetización adecuada y espolvorear sobre la misma finas partículas de material ferromagnético. Así es posible detectar discontinuidades superficiales y sub- superficiales en materiales ferromagnéticos. Cuando un material ferromagnético se magnetiza, aplicando a dos partes cualesquiera del mismo los polos de un imán, se convierte en otro imán, con sus polos situados antagónicamente respecto del imán original.

La magnetización de las piezas a examinar se puede realizar de dos formas diferentes como son: magnetización por imanes (utilizando potentes imanes o electroimanes), o por corriente eléctrica (puede ser por corriente eléctrica circular o longitudinal). La aplicación de las partículas magnéticas puede aplicarse por vía seca (en forma de polvo) o por vía húmeda (con medios acuosos o por disolventes sintéticos). VENTAJAS

DESVENTAJAS

APLICACIONES

- El flujo magnético debe - Método simple, fácil, - Detección de ser normal al plano del portátil y rápido discontinuidades defecto en materiales ferromagnéticos - Las piezas deben ser de cualquier tipo, limpiadas antes y en la superficie o desmagnetizadas cerca de ésta después

INSPECCIÓN POR CORRIENTES INDUCIDAS (ET) El ensayo por corrientes inducidas (corrientes de Eddy) se basa en la medida de los cambios de impedancia inducidos en un material conductor eléctrico. Consiste en hacer pasar una corriente alterna por un solenoide, la cual genera un campo magnético. Al colocar la pieza a inspeccionar en dirección perpendicular al campo magnético creado por el solenoide, se generan corrientes inducidas circulares en la pieza. Las corrientes eléctricas inducidas van a producir un campo magnético (secundario), que se va a oponer al campo magnético del solenoide (primario) y modificará la impedancia de la bobina. La consiguiente variación de la corriente eléctrica que circula por la bobina es el parámetro que se mide y registra. Los defectos existentes en la pieza interrumpen las corrientes inducidas, lo que provoca que el campo magnético producido por dichas corrientes sea menor.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Sistema rápido, - Sensible a sensible y portable combinaciones variaciones en material

APLICACIONES - Medida de la conductividad para y determinar áreas dañadas el por el fuego

- Útil para chequeo de taladros de unión para - Detección de - Requiere de probetas la localización de discontinuidades en grietas metálicas, especiales para cada superficies grietas, corrosión aplicación intergranular y - Detecta fácilmente tratamientos térmicos fisuras - El equipo complejo - Se puede actuar a tiempo y de forma precisa

es - Intercambiadores de Calor ferromagnéticos

- Fuselaje de aviones

INSPECCIÓN POR RADIOGRAFIAS (RT) La inspección por radiografía (rayos X), es un método de inspección no destructiva que consiste en la absorción diferenciada de radiación penetrante por la pieza que está siendo inspeccionada. Esa variación en la cantidad de radiación absorbida, detectada mediante un medio, nos indicará, entre otras cosas, la existencia de una falla interna o defecto en el material. La radiografía industrial es entonces usada para detectar variaciones de una región de un determinado material que presenta una diferencia en espesor o densidad comparada con una región vecina (es un método capaz de detectar con buena sensibilidad defectos volumétricos). Los defectos de los materiales como grietas, bolsas, inclusiones, etc. de distintas densidades, absorben las radiaciones en distinta proporción que el material base, de forma que estas diferencias generan detalles de contraste claro-oscuro en la placa fotográfica colocada detrás de la pieza. Esto es lo que permite identificar defectos en la inspección de una soldadura por radiografía. Para facilitar la labor se usan colecciones de radiografías patrón, en las cuales los defectos están claramente identificados para unas condiciones dadas de tipo de material y tipo de soldadura.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

APLICACIO

NES - Es muy sensible y - Requiere de corriente externa proporciona una impresión en película - Peligro de radiación

- No requiere desarmado piezas

- Detección de flujos internos y discontinuidad es como grietas, de - Requiere equipamiento especial para corrosión, variaciones de de situar el tubo de rayos x y la película espesor o inclusiones - Se necesita personal entrenado y equipos de tratamiento de imágenes

MÁQUINAS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES       

Máquina de ensayo de doblez guiado   Pulidora  Disco de corte Disco de desbaste Elementos de protección personal  Probeta de ensayo de doblez de raíz Probeta de ensayo de doblez de cara VARIABLES DE ANALISIS

    

Velocidad de soldeo Diámetro de electrodos Soldador Parámetros eléctricos Diseño de juntas

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

PROCEDIMIENTO Corte de platinas Realizar bisel a las platinas Puntear las platinas a los soportes Aplicar cordón de soldadura Retirar los soportes Se marcan las probetas de raíz y de cara Se pulen las superficies Cortar las probetas y pulir Someter a doblez ANALISIS DE RESULTADOS

 ENSAYO DE DOBLEZ DE CARA

A simple vista se nota una rotura de la probeta producto de una grieta formada justo al lado del cordon de soldadura justo en la zona de afectacion termica (ZAT). Causas de agrietamiento en la ZAT  se realiza el arco eléctrico fuera de la ranura de la soldadura  golpe de arco que produce un endurecimiento en el material base y un cambio en su microestructura  bolsas de gas de hidrogeno que probocan grietas internas  inclusiones de escoria, esta se vuelve un concentrador de esfuerzo en la soldadura y propicia el nacimiento de grietas  no se realizo un precalentamiento  mal diseño de la junta  porosidad  salpicadura

 ENSAYO DE DOBLEZ DE RAIZ

En este ensayo la probeta deja ver diversos defectos que probocaron la ruptura de la union de soldadura como  Diseño de la junta; el chaflan no tiene las dimensiones adecuadas para que haya una buena fusion  Incrustaciones de escoria  Poca penetracion y fusion del material de aporte con el material base  Poco calor aportado  Descuidos del soldador al momento de la aplicación de la soldadura como, limpieza de escoria, velocidad constante de soldeo, descuido en los parametros electricos que ocacionaron los demas problemas en la soldadura.

DEFECTOS EN SOLDADURA, CAUSAS Y SUS CORRECCIONES

La siguiente tabla nos muestra las principales causas de los defectos más comunes y las medidas de corrección para evitar que sucedan.

CONCLUSIONES  



  

las pruebas que se realizan tienen como propósito evaluar los procedimientos de soldadura y las habilidades de los técnicos y operadores; así como para el control de calidad de los cordones de soldadura y de los metales base. Las propiedades mecánicas tanto del metales base, como de las uniones soldadas, deben ser verificadas con el objeto de asegurar la calidad del conjunto respecto a su diseño. La prueba tenía el propósito de detectar los defectos más amplios y notables del proceso, así como dar solución a los defectos encontrados, así como identificar, localizar y evaluar discontinuidades, tales como grietas, inclusiones de escoria, penetración y fusión incompleta.

ANEXOS  Máquina de ensayo de doblez guiado y guia

 Probetas antes y después del ensayo

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS   https://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8259.pdf  Defectologia en soldadura http://normasysoldadura.blogspot.com/2007/08/tabla-decontenido-1.html  https://comimsa.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1022/269/1/MONOETSI-MURILLO.SIGERO%20%283%29.pdf  https://www.academia.edu/36573923/Manual_ensayos_destructivos_no_destructivo s_uniones_soldadas_pruebas_inspeccion_procesos_soldadura_tecsup