CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO COMITE TECNICO DE NORMALIZACION DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA NOR
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CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO
COMITE TECNICO DE NORMALIZACION DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA
NORMA MEXICANA SIDERURGICA
NMX-H-7-1996
"METODOS DE PRUEBAS MECANICAS PARA SOLDADURAS"
"Method for mechanical testing of welds"
NMX-H-7-1996
“P R E F A C I O”
En la elaboración de esta norma participaron las siguientes empresas e instituciones:
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AVANTE INGENIEROS, S.A. DE C.V.
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CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO.
-
CAPSA, S.C.
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COMITE TECNICO DE NORMALIZACION DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA.
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DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL.
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INDUSTRIAS JOHN DEERE, S.A. DE C.V.
-
SECRETARIA DE COMUNICIONES Y TRANSPORTES.
-
TUBERIA NACIONAL, S.A. DE C.V.
ESTA NORMA CANCELA LA NOM-H-7-1978
NMX-H-7-1996
“INDICE”
A 1 2 A1 3 4 5 6 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 8 8.1 8.2 8.3 9 10 A2 1 2 3 4 5 6 6.3 6.4 6.5 6.6 7 8 A3 1 2 3 4
PRUEBAS PARA SOLDADURAS DE RANURA................................................. Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Referencias......................................................................................................... . Pruebas de doblado............................................................................................. Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Doblado transversal lateral.................................................................................. Doblado transversal de cara................................................................................ Doblado transversal de raíz................................................................................. Doblado longitudinal de cara................................................................................ Doblado longitudinal de raíz................................................................................. Doblado de raíz para soldadura de filete.............................................................. Probetas de soldaduras de revestimiento............................................................ Procedimiento...................................................................................................... Prueba de doblado guiado................................................................................... Dispositivo de doblado-enrollado......................................................................... Inspección de la probeta...................................................................................... Informe................................................................................................................ Comentarios........................................................................................................
Página 1 1 1 2 2 2 2 3 7 7 7 12 12 12 12 13 16 16 16 16 17 17
Pruebas de tensión.............................................................................................. Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Probetas redondas para la prueba de tensión..................................................... Probeta rectangular de tensión transversal y longitudinal.................................... Probetas tubulares de tensión............................................................................. Preparación......................................................................................................... Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
18 18
Prueba de tenacidad a la fractura en soldadura................................................... Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos.......................................................................................
30
18 19 19 20 20 20 24 24 28 28 30
30 31 31 32
5 6 7 8
Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
32 32 38 38
NMX-H-7-1996
II
B B1 1 2 3 4 5 6 7 8 B2 1 2 3 4 5 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 7 8 B3 1 2 3 4 5 6
Página PRUEBAS DE SOLDADURAS DE FILETE. ....................................................... 39 Pruebas de doblado guiado longitudinal.............................................................. 39 Objetivo y campo de 39 aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... 40 Fundamento........................................................................................................ 40 . Definiciones y símbolos....................................................................................... 40 Aparatos.............................................................................................................. 40 Probetas.............................................................................................................. 41 Procedimiento...................................................................................................... 42 Informe................................................................................................................ 42 Pruebas de sanidad............................................................................................. Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Ruptura de la soldadura de filete Calificación del procedimiento....................... Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del procedimiento del primer recubrimiento “primer” ......................................................................................... Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del proceso de galvanizado........ Ruptura de la soldadura de filete Calificación del soldador................................ Ruptura del filete Calificación del punteador...................................................... Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
42 42
Pruebas al esfuerzo cortante............................................................................... Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas..............................................................................................................
51 51
43 43 43 43 43 43 44 44 44 44 50 50
52 52 52 52 53
6.1 6.2 6.3 7 8 C C1 1
Probeta para la prueba longitudinal de resistencia al cortante............................. Probeta para la prueba transversal de resistencia al cortante.............................. Preparación......................................................................................................... Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
53
PRUEBAS APLICABLES A SOLDADURAS DE RANURA Y DE FILETE........... Prueba de ruptura tipo Nick................................................................................. Objetivo y campo de aplicación............................................................................
58 58 58
53 53 56 57
NMX-H-7-1996
III
2 3 4 5 6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 8 C2 1 2 3 4 5 6 7 8 D 1 2 3
Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Probetas de soldaduras a tope............................................................................ Probetas de tamaño completo............................................................................. Probetas de soldaduras a tope por chispa........................................................... Probetas de soldaduras de filete.......................................................................... Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
Página 59 59 59 59 62 62 62 62 63 67 67
Prueba de dureza de soldaduras......................................................................... Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ . Definiciones......................................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Procedimiento...................................................................................................... Informe................................................................................................................
68 68
PRUEBAS DE SOLDADURAS DE PERNOS...................................................... Objetivo y campo de aplicación............................................................................ Resumen del método........................................................................................... Fundamento........................................................................................................ .
71 71
68 69 69 69 69 70 70
71 72
4 5 6 7 7.1. 1 7.1. 2 8
Definiciones y símbolos....................................................................................... Aparatos.............................................................................................................. Probetas.............................................................................................................. Procedimiento...................................................................................................... Prueba de doblado............................................................................................... Prueba de apretado.............................................................................................
72 72 72 72 73
Informe................................................................................................................
75
Apéndice.............................................................................................................. Bibliografía...........................................................................................................
75 75
73
NMX-H-7-1996 "METODOS DE PRUEBAS MECANICAS PARA SOLDADURAS"
"Method for mechanical testing of welds"
A
PRUEBAS PARA SOLDADURAS DE RANURA.
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta Norma Mexicana establece la prueba de doblado para: soldaduras de ranura en juntas a tope y para soldaduras de recubrimiento. Además establece los requisitos que deben cumplirse en la preparación de la probeta, los parámetros y procedimientos de prueba, pero no especifica los requisitos para el radio de doblado ni criterios de aceptación. 1.2 Los materiales base pueden ser: homogéneos, enchapados o recubiertos de otra manera, excepto los revestimientos duros. 1.3
Cuando se especifique, esta norma es aplicable para lo siguiente:
a) Calificación de: materiales, personal y procedimientos de soldadura. b) Información, normas de aceptación y para aseguramiento y control de calidad. c) Investigación y desarrollo. 1.4
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) La localización específica y orientación de las probetas. b) Los tipos específicos de pruebas, por ejemplo; doblado de cara, doblado lateral o doblado de raíz y número de probetas requeridas. c) El tipo de datos requeridos y observaciones que deben hacerse. d) El radio de doblado o por ciento de alargamiento. e) El tratamiento térmico posterior a la soldadura o tratamiento mecánico.
2
REFERENCIAS.
2.1
Esta norma se complementa con las siguientes Normas Mexicanas vigentes:
NMX-B-79 "Métodos para la preparación de probetas metalográficas". NMX-B-113 "Prueba de doblado para productos de acero". NMX-B-116 "Determinación de la dureza Brinell en materiales metálicos".
NMX-H-7-1996 -2 -NMX-B-118 "Método de prueba para la determinación de dureza Vickers en materiales metálicos". NMX-B-119 "Método de prueba para la determinación de la dureza Rockwell y Rockwell superficial en productos de hierro y acero". NMX-B-120 "Prueba de impacto para materiales metálicos". NMX-B-172 "Métodos de prueba mecánicos para productos de acero". NMX-B-310 "Métodos de prueba a la tensión para productos de acero". NMX-B-313 "Método de prueba para determinar por penetración la dureza de materiales metálicos, usando aparatos portátiles". NMX-B-331 "Método de prueba de macroataque para productos de acero". NMX-H-2
"Método de prueba de doblado guiado para ductilidad de soldadura".
NMX-H-93 "Soldadura-términos y definiciones". NMX-H-111 "Símbolos para soldadura y pruebas no destructivas".
A1 3
PRUEBAS DE DOBLADO. RESUMEN DEL METODO.
3.1 La probeta se guía en el proceso de doblado con un dispositivo de prueba que emplea un mandril con un rodillo que gira alrededor de él o mediante unos soportes con un émbolo. 3.2 La deformación máxima en la superficie de tensión está controlada por el espesor de la probeta y por el radio del mandril o del émbolo.
4
FUNDAMENTO.
4.1 La ductilidad de una junta soldada, la cual se muestra por su capacidad de resistencia al desgarre y la presencia de discontinuidades en la superficie de tensión, se determinan en la prueba de doblado guiado. 4.2 Las pruebas de doblado se usan para determinar: fusión incompleta, desgarres, laminaciones, efecto de la configuración del cordón de soldadura y macrodiscontinuidades de la soldadura de enchapado.
5
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
Para los símbolos y términos de soldadura usados en esta norma deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
NMX-H-7-1996 -3 -Ejemplo de un símbolo de soldadura, el cual indica que es una soldadura continua alrededor de la periferia.
A menos que se indique otra cosa, se usan las siguientes designaciones: A B DI L R S t T W
6
= = = = = = = = =
Radio del émbolo. Radio del dado. Diámetro interior. Longitud de la plancha de prueba. Radio. Espesor de la soldadura de revestimiento. Espesor de la soldadura de prueba. Espesor de la probeta. Ancho de la probeta.
APARATOS.
6.1 Las probetas para el doblado guiado pueden probarse en cualquiera de los dos tipos de dispositivos siguientes: dispositivo de doblado guiado el cual esta diseñado para soportar y cargar la probeta en un modo de doblado de tres puntos, dispositivo de doblado-enrollado el cual fija un extremo de la probeta y usa un rodillo para forzar la probeta a doblarse alrededor de un mandril. 6.2 El dispositivo de doblado guiado debe tener las dimensiones que se indican en las figuras 1 ó 2.
NMX-H-7-1996 -4 --
Notas: 1.- Deben usarse apoyos endurecidos y engrasados o rodillos endurecidos con giro libre. 2.- Los apoyos o los rodillos deben tener una longitud de soporte de 51.0 mm para colocar la probeta. 3.- Los apoyos o rodillos deben estar a suficiente altura sobre la parte inferior del dispositivo de prueba de tal manera que la probeta puede librar los apoyos o rodillos cuando el émbolo esté en la posición más baja. 4.- El émbolo debe fijarse sobre una base apropiada y provista de una sujeción a la máquina de prueba y debe diseñarse para minimizar la deflexión o el desalineamiento. 5.- Los apoyos o rodillos deben ser ajustables en dirección horizontal de tal manera que probetas de diversos espesores puedan probarse en el mismo dispositivo de doblado. 6.- Los apoyos o rodillos deben fijarse a una base diseñada para mantener los apoyos o rodillos centrados y alineados con respecto al émbolo y minimizar la deflexión o desalineamiento. 7.- El radio máximo del émbolo, A, debe ser el especificado o el que se determine mediante la fórmula o nomograma de la figura 4. Figura 1.- Dispositivo típico para la prueba de doblado guiado, de expulsión por el fondo
NMX-H-7-1996 -5 --
Dimensiones para 20% de alargamiento Espesor de la probeta, T Radio del émbolo, A 9.5 19.0 T 2T
Dimensiones en milímetros de la soldadura Radio del dado, B 30.0 A + T + 1.5
Notas: 1.- Barreno roscado de tamaño apropiado u otro medio adecuado para sujetar el émbolo a la máquina de prueba. 2.- Deben usarse apoyos endurecidos y engrasados o rodillos endurecidos con giro libre. 3.- El émbolo y su base deben diseñarse para minimizar la deflexión y el desalineamiento. 4.- El émbolo debe empujar a la probeta hacia dentro del dado hasta que la probeta tenga una forma de "U". La soldadura y las zonas afectadas por el calor deben estar centradas y completamente dentro de la porción de doblado de la probeta después de la prueba. 5.- El radio máximo del émbolo, A, debe ser el especificado o el que se determine mediante la fórmula o nomograma de la figura 4. El radio del dado, B, debe ser igual a A + T + 1.5 mm. 6.- Los tamaños indicados de la soldadura son una recomendación. El tamaño real es responsabilidad del usuario para asegurar la rigidez y diseño adecuado. Figura 2.- Dispositivo típico para la prueba de doblado guiado
NMX-H-7-1996 -6 -6.3 El dispositivo de doblado-enrollado debe tener las dimensiones que se indican en la figura 3.
Notas: 1.- El radio A debe ser el especificado o el que se determine mediante la fórmula o el nomograma de la figura 4. Las dimensiones no indicadas son a opción del diseñador, excepto que el ancho mínimo de los componentes debe ser de 51.0 mm. 2.- Es esencial tener una rigidez adecuada de tal manera que el dispositivo no se reflexione durante la prueba. Debe sujetarse firmemente un extremo de la probeta, de tal manera de que no se deslice durante la operación de doblado. 3.- Las probetas deben quitarse del dispositivo de doblado cuando el rodillo exterior haya girado 180° a partir del punto de inicio. Figura 3.- Dispositivo opcional para la prueba de doblado-enrollado guiado 6.4 El radio del émbolo que se indica en las figuras 1 y 2 ó del mandril que se indica en la figura 3, debe especificarse o determinarse a partir de la relación, indicada en la figura 4, entre el alargamiento mínimo especificado del metal y el espesor de la probeta.
NMX-H-7-1996 -7 --
7
PROBETAS.
Las probetas para la prueba de doblado deben prepararse cortando el metal de soldadura y el metal base para formar una probeta de sección transversal rectangular. Las superficies de corte transversal a la soldadura deben designarse como los lados de la probeta, las otras dos superficies deben designarse como las superficies de cara y de raíz, como sea apropiado. Las probetas transversales pueden tener el lado, cara o raíz de la soldadura como la superficie de tensión. En las probetas longitudinales la superficie de tensión de la probeta puede ser su cara o su raíz. 7.1
Doblado transversal lateral.
El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura, la cual se dobla de tal manera que una de las superficies laterales sea la superficie de tensión de la probeta. El lado que muestre las discontinuidades más significativas (si las hay) debe ser el lado de tensión. Las probetas para la prueba de doblado transversal lateral deben cumplir los requisitos que se indican en la figura 5, estas probetas se usan cuando las planchas y tubos tienen espesores muy gruesos para doblarse de cara o de raíz y se recomiendan para soldaduras con zonas de fusión angostas. 7.2
Doblado transversal de cara.
El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura, la cual se dobla de tal manera que la cara de la soldadura sea la superficie de tensión de la probeta. Las probetas para la prueba de doblado transversal de cara deben cumplir los requisitos indicados en la figura 6 para plancha y en la figura 7 para tubos soldados.
NMX-H-7-1996 -8 --
ó e= Donde:
t 2R + t
x 100
e = Por ciento de alargamiento t = Espesor inicial de la plancha, en mm R = Radio de curvatura en la superficie interior del doblado 1.- En general se recomienda que el espesor de la probeta para la prueba de doblado sea aproximadamente de 9.5 mm. Sin embargo, el espesor de la probeta puede tener cualquier valor dentro del intervalo arriba indicado, conforme al espesor del material, equipo disponible o la especificación aplicable. 2.- La exactitud en la medición debe ser: a) Espesor de la probeta ± 0.5 mm. b) Alargamiento ± 1%. c) Radio de doblado ± 1.5 mm. 3.- Ejemplo: Si una norma requiere un alargamiento mínimo de 16% y si la probeta es de 11.1 mm de espesor, se traza una línea recta entre estos dos puntos y se prolonga para determinar el radio de doblado apropiado, el cual es en este caso de 19.05 mm. Figura 4.- Selección del radio de doblado máximo
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Figura 5.- Probetas de doblado transversal lateral (plancha) Notas: 1.- Si el espesor, t, de una junta con soldadura de ranura en "V" sencilla es mayor de 38.0 mm la probeta puede cortarse en tiras aproximadamente iguales con anchos entre 19.0 mm y 38.0 mm. Cada tira debe probarse doblandolas al mismo radio especificado o al que se determine mediante el nomograma de la figura 4. 2.- Si el espesor de la plancha, t, de una junta con soldadura de ranura en doble "V" es mayor de 38.0 mm, la probeta puede cortarse en múltiples tiras como se muestra en la figura, de tal manera que la raíz de la soldadura esté centrada en una de las tiras. Estas tiras deben doblarse al mismo radio especificado o al que se determine mediante el nomograma de la figura 4. 3.- El refuerzo de soldadura y el respaldo, si los hay, deben removerse mecánicamente y enrasarse con la superficie de la probeta. Para calificar la ejecución, si se dispone de suficiente material, el socavado aceptable debe removerse mientras se mantengan las dimensiones de la probeta.
NMX-H-7-1996 -10 -Notas de la figura 5: Continuación. 4.- El diámetro del émbolo de prueba debe ser igual o mayor que el ancho de la cara de soldadura remanente. Si este requisito no puede cumplirse, debe seleccionarse un espesor más grande, T, conforme al nomograma de la figura 4. 5.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de la superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta.
Notas: 1.- Las orillas de las probetas pueden cortarse térmicamente, pero en este caso, por lo menos 3.0 mm de material de material debe removerse mecánicamente de la superficie cortada térmicamente. 2.- Para metales enchapados que tengan un requisito de alargamiento de por lo menos 25%, el espesor de la probeta, T, puede reducirse cuando se use un dispositivo de prueba con un radio de doblado fijo. El espesor de la probeta debe determinarse mediante el nomograma de la figura 4. 3.- Si la junta soldada tiene metales base con diferentes espesores, la probeta debe reducirse a un espesor constante basándose en el metal base más delgado.
Figura 6.- Probetas de doblado transversal de cara y de raíz (plancha) (continua)
NMX-H-7-1996 -11 -Notas de la figura 6: Continuación 4.- El refuerzo de soldadura y el respaldo, si los hay, deben removerse mecánicamente y enrasarse con la superficie de la probeta. Para calificación de la ejecución, si se dispone de suficiente material, el socavado aceptable debe removerse mientras se mantengan las dimensiones de la probeta. 5.- El diámetro del émbolo debe ser igual ó mayor al ancho de la cara de soldadura remanente. Si este requisito no puede cumplirse, un espesor más grande, T, debe seleccionarse conforme al nomograma de la figura 4. 6.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta.
Figura 7.- Probetas de doblado transversal de cara y de doblado de raíz (tubos)(continua)
NMX-H-7-1996 -12 -Notas de la figura 7: 1.- Las orillas de la probeta pueden cortarse térmicamente, pero en este caso, por lo menos 3.0 mm de material debe removerse mecánicamente de las superficies cortadas térmicamente. 2.- Si las juntas soldadas tienen metales base con diferentes espesores, la probeta debe reducirse a un espesor constante basándose en el metal base más delgado. 3.- El ancho de la probeta debe ser 4T, excepto que no debe ser mayor de DI/3, donde DI es el diámetro interior del tubo. 4.- El refuerzo de soldadura y el respaldo, si los hay, deben removerse mecánicamente y enrasarse con la superficie de la probeta. Si se rebaja el respaldo de la junta, esta superficie de la probeta puede removerse a una profundidad no mayor del rebaje. Para calificación de la ejecución, si se dispone de suficiente material, el socavado aceptable debe removerse mientras se mantengan las dimensiones de la probeta. 5.- El diámetro del émbolo debe ser igual o mayor al ancho de la soldadura. Si este requisito no puede cumplirse, debe seleccionarse un espesor más grande, T, conforme a la fórmula o al nomograma de la figura 4. 6.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de la superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta. 7.3
Doblado transversal de raíz.
El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura, la cual se dobla de tal manera que la superficie de la raíz sea la superficie de tensión de la probeta. Las probetas para la prueba de doblado transversal de raíz deben cumplir los requisitos que se indican en la figura 6 para plancha y en la figura 7 para tubos soldados. 7.4
Doblado longitudinal de cara.
El eje longitudinal de la probeta es paralelo a la soldadura, la probeta se dobla de tal manera que la cara de la soldadura sea la superficie de tensión de la probeta. Las probetas para la prueba de doblado longitudinal de cara deben cumplir los requisitos que se indican en la figura 8. 7.5
Doblado longitudinal de raíz.
El eje longitudinal de la probeta es paralelo a la soldadura, la probeta se dobla de tal manera que la raíz de la soldadura sea la superficie de tensión de la probeta. Las probetas para la prueba de doblado longitudinal de raíz deben cumplir los requisitos que se indican en la figura 8. 7.6
Doblado de raíz para soldadura de filete.
La probeta para la prueba de doblado de raíz para soldaduras de filete, debe soldarse y prepararse como se muestra en la figura 9. La raíz de la soldadura debe ser la superficie de tensión de la probeta. Esta prueba es una alternativa para la prueba de fractura de la soldadura de filete en algunos códigos y normas (ver parte B).
NMX-H-7-1996 -13 -7.7
Probetas de soldaduras de revestimiento.
Las probetas para la prueba de doblado de cara y de doblado lateral para soldaduras de revestimiento, deben cumplir los requisitos que se indican en la figura 10. La longitud de las probetas debe ser perpendicular a la dirección de la soldadura de las probetas de doblado transversal; la dirección de la soldadura de las probetas de doblado longitudinal, debe ser paralela a la longitud de la probeta.
Notas: 1.- Las orillas de la probeta pueden cortarse térmicamente, pero en este caso por lo menos 3.0 mm de material debe removerse mecánicamente de las superficies cortadas térmicamente. 2.- Si las juntas soldadas tienen metales base con diferentes espesores, la probeta debe reducirse a un espesor constante basándose en el metal base más delgado. 3.- El refuerzo de soldadura y el respaldo deben removerse mecánicamente y enrasarse a la superficie de la probeta. Para calificación de la ejecución, si se dispone de suficiente material, el socavado aceptable debe removerse mientras se mantengan las dimensiones de la probeta. 4.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de la superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta.
Figura 8.- Probeta de doblado longitudinal de cara y de doblado de raíz (plancha)
NMX-H-7-1996 -14 --
Notas: 1.- El respaldo debe ser de 9.5 mm x 51.0 mm mínimo, a menos que la soldadura de prueba se inspeccione radiográficamente, en este caso el respaldo debe ser de 9.5 mm x 76.0 mm mínimo. El respaldo debe estar en estrecho contacto con la plancha base. 2.- La longitud, L, de la plancha de prueba debe ser suficiente para el número de probetas requeridas. Las probetas deben removerse mecánicamente de la plancha de prueba. 3.- El refuerzo de soldadura y el respaldo deben removerse mecánicamente y enrasarse con la plancha base. 4.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de la superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta.
Figura 9.- Probeta de la soldadura de filete para la prueba de doblado de raíz
NMX-H-7-1996 -15 --
Notas: 1.- La dimensión, t, es el espesor del material ya revestido. La dimensión, T, es el espesor de la probeta y debe ser, a menos que se especifique otra cosa, de 9.5 mm. 2.- Para la prueba de doblado longitudinal, el eje longitudinal de la probeta debe estar paralelo a la dirección de la soldadura. Para la prueba de doblado transversal, el eje longitudinal debe estar perpendicular a la dirección de la soldadura de la probeta. 3.- La cantidad de la soldadura de revestimiento que se tiene que remover de la superficie de la probeta de doblado de cara, debe ser la mínima necesaria para obtener una superficie lisa. El espesor mínimo de la soldadura de revestimiento después del acabado debe ser de 3.0 mm. 4.- Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad máxima de 3 µm. Se recomienda que la capa de la superficie rugosa debe estar orientada paralelamente al eje longitudinal de la probeta.
Figura 10.- Probetas de soldadura de revestimiento para la prueba de doblado de cara y doblado lateral
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8
PROCEDIMIENTO.
A menos que se especifique otra cosa, la probeta debe probarse a temperatura ambiente y la deformación debe ocurrir en un periodo de tiempo no menor de 15 segundos ni mayor de 2 minutos. Si la soldadura y la zona afectada por el calor (ZAC) no esta dentro de la porción curva de la probeta, ésta debe descartarse y debe preparase y probarse otra probeta. 8.1
Prueba de doblado guiado.
8.1.1
Probetas transversales.
a) Colocar el lado de tensión hacia abajo sobre la superficie de apoyo del dispositivo de doblado que se muestra en las figuras 1 y 2. La línea de centros de la soldadura debe estar a la mitad de la abertura del dispositivo con una tolerancia de ± 1.5 mm. b) Puede usarse cualquier medio para mover suavemente el émbolo en relación a los soportes del dispositivo de doblado. c) Para los dispositivos de doblado con un fondo abierto (figura 1) se aplica la carga sobre el émbolo hasta que la probeta sea expulsada por el fondo. d) Para los dispositivos de doblado con un radio en el fondo (figura 2), el émbolo debe forzar la probeta dentro del dado hasta que la probeta tenga una forma en "U". Después de la prueba, la soldadura y zonas afectadas por el calor deben estar centradas y completamente dentro de la sección doblada de la probeta. 8.1.2
Probetas longitudinales.
a) Centrar el lado de tensión de la probeta sobre las superficies de apoyo del dispositivo de prueba. b) Proceder como en las probetas transversales (ver 8.1.1 b), c) y d)). 8.2
Dispositivo de doblado-enrollado (figura 3).
Sujetar un extremo de la probeta para evitar que se deslice durante la operación de doblado. Después de la prueba, la soldadura y zonas afectadas por el calor deben estar completamente dentro de la sección doblada de la probeta. Las probetas deben removerse del dispositivo de doblado cuando el rodillo exterior se haya movido a 180° a partir del punto de inicio. 8.3
Inspección de la probeta.
Quitar la probeta del dispositivo de doblado e inspeccionar visualmente la superficie de tensión de la probeta (metal de soldadura y zonas afectadas por el calor) para detectar desgarres u otros defectos abiertos y anotar todos los tipos de defectos, cantidades, tamaño y localizaciones. Cuando la fractura de la probeta ocurra antes de completar un doblez de 180°, el ángulo en el cual se fracturó debe anotarse, si es posible.
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--
9
17
--
INFORME.
Además de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir los siguientes datos: a) Identificación de los materiales. 1) Norma del metal base. 2) Norma del metal de aporte. 3) Espesor y ancho de la probeta. b) Tipo de junta soldada o soldadura de revestimiento. c) Especificaciones del procedimiento de soldadura y números de registro de la calificación del procedimiento (si es aplicable) y cualquier información suplementaria, tal como: número de colada o lote. d) Pruebas especificas realizadas. e) Radio de doblado. f)
Temperatura de prueba.
g) Número de pruebas por condición o lote. h) La siguiente información adicional debe incluirse: número, tipo, tamaño y localización de los defectos, si los hay. i)
Angulo de doblado, si la probeta se fracturó antes de alcanzar 180°.
j)
Cualquier observación de características inusuales de las probetas o del procedimiento.
10
COMENTARIOS.
Cuando se realice la prueba de doblado en soldadura que tengan diferencias significativas en las resistencias a la tensión y de fluencia empleando los dispositivos de prueba que se muestran en las figuras 1 y 2, el doblado no se distribuirá uniformemente a través de la soldadura, zona afectada por el calor y del metal base. Por ejemplo, si el metal de soldadura depositado tiene una resistencia de fluencia menor que la del metal base, la fluencia se iniciará primero en la soldadura, resultando en un radio de doblado real menor que el del émbolo. Un radio efectivo de doblado más pequeño es una prueba más severa del metal de soldadura depositado. De otra manera, cuando el metal de soldadura depositado es más resistente que el metal base, el doblado iniciará en la zona afectada por el calor y en el metal base adyacente, resultando en un doblado con un radio pequeño en estos puntos y un escaso doblado, si lo hay, en el metal de soldadura. El resultado obvio de esta situación es una prueba más estricta de la zona de fusión de la soldadura. Consecuentemente, se recomienda el uso del dispositivo de doblado-enrollado que se muestra en la figura 3 en estas situaciones o el uso de las probetas de doblado longitudinal en lugar de las probetas de doblado guiado transversal. La prueba de
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18
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soldaduras en metales disimiles, (tal como planchas de acero de alta resistencia a la tensión a aceros grado estructural) puede producir efectos similares y modificar los resultados de la prueba debido a la tendencia de las probetas a desviarse (deslizamiento lateral) durante la carga cuando se usan los dispositivos que se muestran en las figuras 1 y 2.
A2
PRUEBAS DE TENSION.
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1
Esta sección establece la prueba de tensión de juntas soldadas.
1.2
Esta norma no especifica propiedades requeridas o criterio de aceptación.
1.3 Cuando se use esta norma como una parte de una especificación para estructuras soldadas o ensambles, o para calificación, la siguiente información debe suministrarse: a) Los tipos específicos y número de probetas requeridos. b) Especificación del metal base e identificación. c) Especificación del metal de aporte e identificación. d) Los valores previstos de propiedades y si son máximos o mínimos. e) Localización y orientación de las probetas. f)
Informe, cuando se requiera.
g) Tratamiento térmico posterior a la soldadura o tratamiento mecánico. 1.4
Cuando se especifique esta norma, es aplicable para lo siguiente:
a) Calificación de materiales y de procedimientos de soldadura cuando se requieran propiedades mecánicas especificadas. b) Información, bases de aceptación y de control de calidad, cuando se requieran propiedades mecánicas. c) Investigación del método.
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 La prueba de tensión de juntas soldadas se hace por medio de una máquina de prueba calibrada y de dispositivos, conforme a los procedimientos descritos en el inciso 8 de esta sección.
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3
19
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FUNDAMENTO.
3.1 Las pruebas de tensión proporcionan información de la capacidad de soporte de carga, eficiencia de la junta, propiedades de endurecimiento por deformación y ductilidad de las juntas soldadas. Los datos obtenidos de las pruebas de tensión pueden incluir: a) b) c) d) e) f)
Resistencia última a la tensión. Resistencia de fluencia. Por ciento de alargamiento. Por ciento de la reducción de área. Diagrama esfuerzo-deformación. Localización y tipo de la fractura.
3.2 Las pruebas de tensión proporcionan datos cuantitativos, los cuales pueden compararse, analizarse y usarse en el diseño y análisis de estructuras soldadas. Las superficies de fractura también pueden proporcionar información de la presencia y de los efectos de las discontinuidades tales como: fusión incompleta, penetración incompleta de la junta, porosidad, inclusiones y grietas.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
Para los símbolos y términos de soldadura usados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93. Ejemplo de un símbolo de acabado.
A menos que se indique otra cosa, se usan las siguientes designaciones: A B C D E F G DI DO L P R T t W
= = = = = = = = = = = = = = =
Longitud de la sección reducida. Longitud del extremo de la sección. Dimensión de la sección de sujeción. Diámetro. Longitud del hombro y filete. Diámetro del hombro. Longitud calibrada. Diámetro interior. Diámetro exterior. Longitud total. Carga. Radio de filete. Espesor de la probeta. Espesor de la soldadura de prueba. Ancho de la probeta.
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APARATOS.
La prueba debe realizarse en una máquina de tensión conforme a los requisitos de la norma NMX-B-310. La máquina debe calibrarse conforme a lo especificado en la norma extranjera que se indica en el apéndice A1.
6
PROBETAS.
6.1 El tipo de probeta debe ser el especificado por el código, especificación aplicable o por el documento de fabricación. Es recomendable que se use la probeta que proporcione el área de sección transversal más grande dentro de la capacidad y disponibilidad del equipo de prueba. 6.2 Las probetas en su condición de "tal y como se soldó" frecuentemente están deformadas o están desalineadas. No se permite corregir la deformación y el desalineamiento por medios mecánicos o térmicos. A menos que se indique otra cosa, las probetas especificadas deben probarse en la condición de "tal y como se recibieron". 6.3
Probetas redondas para la prueba de tensión.
Debe usarse la probeta, que pueda maquinarse del material, con el mayor diámetro de las probetas mostradas en la figura 11. a) Probeta redonda del metal depositado. La probeta de tensión del metal depositado, se usa para la evaluación de su resistencia última a la tensión, resistencia de fluencia, alargamiento y reducción de área. Cuando deba minimizarse la dilución con el metal base para que la probeta sea representativa del metal depositado, las caras de las ranuras pueden "enmantequillarse" (soldadura de liga) con el mismo metal de aporte que va a usarse en la junta soldada, o como una alternativa, la abertura de raíz puede incrementarse 6.5 mm. La sección reducida de la probeta entre las marcas de la longitud calibrada debe localizarse de tal manera que no incluya el "enmantequillado". Se recomienda que la sección reducida de la probeta este a por lo menos 3 mm de la línea de fusión a lo largo de las caras del bisel (ver figura 11). b) Probeta redonda transversal. Las probetas transversales se usan junto con las pruebas de tensión del metal de soldadura o del metal base para evaluar la eficiencia de la junta. Debido a las heterogeneidades estructurales y/o del material, en probetas tomadas transversalmente a la línea de centros de la soldadura, normalmente sólo se determina la resistencia última a la tensión.
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Dimensiones en milímetros. Diámetro nominal G longitud calibrada D diámetro (ver nota 1) R radio del filete, mín A longitud de la sección reducida (ver nota 2)
Probeta esProbetas de tándar tamaño pequeño 12.5 8.90 6.35 4.05 2.85 51.0 ± 0.125 proporcionale 35.5 ± 0.125 25.5 ± 0.125 16.0 ± 0.125 11.5 ± 0.125 s a la 12.5 ± 0.255 8.90 ± 0.180 6.35 ± 0.125 4.05 ± 0.075 2.85 ± 0.05 9.5
6.5
5.0
4.0
2.5
57.0
44.5
32.0
19.0
16.0
Probeta redonda estándar, para la prueba de tensión con 51.0 mm de longitud calibrada y ejemplos de probetas de tamaño pequeño proporcional a la probeta estándar Notas: 1.- La sección reducida puede tener una conicidad gradual a partir de los extremos hacia el centro; la diferencia del diámetro de los extremos y el diámetro en el centro no debe ser mayor de 1% (dimensión de control). 2.- Si se desea, la longitud de la sección reducida puede incrementarse para colocar un extensómetro de cualquier longitud calibrada conveniente. Las marcas de referencia para medir el alargamiento, deben estar espaciadas en la longitud calibrada indicada. 3.- La longitud calibrada y los filetes deben ser como se muestran pero los extremos pueden tener cualquier forma que se ajuste al dispositivo de sujeción de la máquina de prueba, de tal modo que la carga sea axial. Si los extremos se sujetan en mordazas de cuña, es conveniente hacer la longitud de la zona de sujeción lo suficientemente grande para permitir que la probeta penetre en las mordazas a una distancia igual o mayor de 2/3 de la longitud de las mismas.
Figura 11.- Probetas de sección redonda para la prueba de tensión (continua).
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Notas de la figura 11: Continuación 4.- Para las probetas redondas, la longitud calibrada es igual a 4 veces el diámetro nominal. En la norma particular de algún producto pueden requerirse longitudes calibradas diferentes, pero a menos que se mantenga la relación de 4 a 1, los valores de alargamiento no pueden ser comparables a los obtenidos con probetas estándar. 5.- Debe restringirse el uso de probetas con diámetros menores de 6.35 mm a esos casos en los cuales el material a probar sea de tamaño insuficiente para obtener probetas más grandes o cuando las partes acuerden su uso para pruebas de aceptación. Las probetas más pequeñas requieren equipo adecuado y mayor habilidad tanto en el maquinado como en la prueba. 6.- Para probetas de soldadura transversal, la centrada entre las marcas de calibración.
soldadura debe estar aproximadamente
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Dimensiones en milímetros. Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Probeta 4 Probeta 5 G longitud calibrada 51.0 ± 0.125 51.0 ± 0.125 51.0 ± 0.125 51.0 ± 0.125 51.0 ± 0.125° D diámetro (ver 12.5 ± 0.255 12.5 ± 0.255 12.5 ± 0.255 12.5 ± 0.255 12.5 ± 0.255 nota 1) R radio del filete, 9.5 9.5 101.5 aprox. 9.5 9.5 mín. A longitud de la 57.0 mín 57.0 mín 139.5 57.0 mín 57.0 mín sección reducida L longitud total, 127.0 139.5 19.0 aprox. 19.0 241.5 aproximada B longitud de la sección final (ver 35.0 aprox. 25.5 aprox. 18.0 12.5 aprox. 76.0 mín nota 2) C diámetro de la 19.0 19.0 - 22.0 19.0 sección final E longitud del hombro y de la - 16.0 - 19.0 16.0 sección del filete, aproximada F diámetro del - 16.0 - 16.0 15.0 hombro Varios tipos de extremos para probetas redondas estándar para la prueba de tensión Figura 11 (continuación).- Probetas redondas para la prueba de tensión
NMX-H-7-1996 -24 -Notas de la figura 11: Continuación. 8.- En la probeta 5 es conveniente hacer la longitud de la zona de sujeción lo suficientemente grande para que la probeta penetre en las mordazas a una distancia igual o mayor de 2/3 ó más de la longitud de las mismas. 9.- Se recomienda el uso de las series UNF de roscas (3/4 x 16 hilos, 1/2 x 20 hilos, 3/8 x 24 y 1/8 x 28) para materiales frágiles de alta resistencia, para evitar la fractura en la parte roscada. 10.-El acabado superficial dentro de la longitud calibrada debe tener una rugosidad máxima de 2µm. 6.4
Probeta rectangular de tensión transversal y longitudinal.
Las probetas de tensión para juntas soldadas a tope diferentes a las de tubos deben ser probetas de tensión de soldadura transversal o probetas de tensión de soldadura longitudinal que cumplan con lo indicado en las figuras 12 ó 13. Cuando el espesor "t" de la soldadura de prueba sobrepase la capacidad del equipo de prueba disponible, la soldadura debe dividirse a lo largo de su espesor para obtener tantas probetas como se requieran, para cubrir el espesor total de la soldadura y así mantener el tamaño de la probeta dentro de la capacidad del equipo de prueba. A menos que se especifique otra cosa, los resultados de las probetas de espesor parcial deben promediarse para determinar las propiedades del espesor total de la junta. Debido a las heterogeneidades estructurales y/o del material, en probetas tomadas transversalmente a la línea de centros de la soldadura, normalmente sólo se determina la resistencia última a la tensión. 6.5
Probetas tubulares de tensión.
Se usan dos tipos de probetas para determinar las propiedades de tensión de tubos soldados. Para tubo con diámetros nominales mayores de 51.0 mm, puede usarse la probeta rectangular de sección reducida. La probeta de sección completa debe usarse para la prueba de juntas soldadas en tubos con diámetros nominales de 51.0 mm ó menores y pueden usarse para diámetros más grandes, sujeto a las limitaciones del equipo de prueba. a) Diámetros mayores de 51.0 mm. La probeta rectangular de sección reducida debe cumplir lo especificado en la figura 14. Las probetas no deben usarse para espesores de pared nominal menores de 9.5 mm. b) Diámetros menores o iguales a 51.0 mm. con lo especificado en la figura 15.
La probeta de sección completa debe cumplir
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T < 25.4 > 25.4
W 38.0 ± .25 25.4 ± .25
Notas: 1.- Cuando se prueban láminas de metal delgadas, tienden a desgarrarse y a romperse cerca de los hombros, en tales casos la dimensión C no debe ser mayor de 1.33 veces W. 2.- El refuerzo de la soldadura y el respaldo, si los hubiera, deben removerse enrasando con la superficie de la probeta. 3.- Cuando el espesor T de la soldadura de prueba es tal que no pueda proporcionar una probeta dentro de los límites de capacidad del equipo de prueba disponible, la probeta debe seccionarse en tantas probetas como se requieran. 4.- La longitud de la sección reducida debe ser igual al ancho de la porción más ancha de la soldadura, más 6.5 mm en cada lado. Figura 12.- Probeta de sección rectangular para la prueba de tensión (plancha)
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Dimensión W = ancho B = ancho de la soldadura C = ancho nominal de la sección de sujeción
Dimensiones Probeta 1 25.5 ± 1.5 12.5 aprox. 38
en milímetros. Probeta 2 38.0 ± 3.0 19.0 aprox. 57
Notas: 1.- El refuerzo de la soldadura y el respaldo, si los hubiera, deben removerse y enrasarse con la superficie de la probeta. 2.- El ancho B de la soldadura puede variar hasta aproximadamente 1/2 W, seleccionando un espesor apropiado T, de la probeta y su localización dentro de la soldadura. 3.- Si no es posible cumplir con los requisitos de la nota 2, el ancho W puede variar para obtener la relación B=0.5W. 4.- Las secciones de sujeción de la probeta deben ser simétricas con el eje de la sección reducida con una tolerancia de 3.0 mm.
Figura 13.- Probetas longitudinal y rectangular para la prueba de tensión (plancha).
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Número de probeta 1 2
W 12.5 ± 0.4 19.0 ± 0.8
C 1.5 aprox. 25.5 aprox.
3
25.5 ± 1.5
38.0 aprox.
4
38.0 ± 3.0
51.0 aprox.
A 57.0 mín. 57.0 mín. 114.5 mín. 57.0 mín. 114.5 mín. 57.0 mín. 114.5 mín. 228.5 mín.
Notas: 1.- El refuerzo de la soldadura y el respaldo, si los hubiera, deben removerse y enrasarse con la probeta. 2.- No debe usarse la probeta alternativa para tubos con espesor de pared nominal menor de 9.5 mm. 3.- Unicamente pueden aplanarse las secciones de sujeción de la probeta. 4.- En el caso de probetas de espesor de pared completo, el área de la sección transversal, puede calcularse multiplicando W x t (t = T). 5.- T es el espesor de la probeta como se indica en la norma aplicable del producto. 6.- La sección reducida debe ser paralela con una tolerancia de 0.3 mm y puede tener una disminución gradual en el ancho a partir de los extremos hacia el centro; la diferencia del ancho de los extremos y el centro no debe ser mayor de 0.3 mm. 7.- La sección de sujeción de la probeta debe ser simétrica con respecto al eje de la sección redonda con una tolerancia de 3.0 mm. Figura 14.- Probeta de tensión para tubos mayores de 51.0 mm de diámetro nominal.
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Figura 15.- Probeta de tensión para tubos de diámetro nominal de 50.8 mm y menores. 6.6
Preparación.
Deben evitarse cortes muy profundos en el maquinado, que nulifiquen los resultados de la prueba o que dejan desgarres en la superficie de acabado. A menos que se especifique otra cosa, el acabado superficial en las superficies que requieran del maquinado, debe ser el especificado en los dibujos de la probeta. No deben removerse las imperfecciones presentes en la longitud calibrada, las cuales son incidentales a la soldadura.
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 El procedimiento de prueba para probetas de soldadura, debe ser conforme a lo especificado en la norma NMX-B-310, excepto que se especifique otra cosa, la velocidad de deformación debe ser entre 1.3 y 13 mm por minuto.
NMX-H-7-1996 -29 -7.2
Probetas redondas de tensión (ver figura 11).
Las propiedades mecánicas, es decir la resistencia última a la tensión, resistencia de fluencia, alargamiento y reducción de área se determinan para probetas redondas de tensión del metal depositado. A menos que se especifique otra cosa, únicamente se determina la resistencia última a la tensión para probetas redondas de tensión transversal de soldadura.
Resistencia ultima a la tension =
Carga maxima Area original de la seccion transversal
=
P max.
π D2 4
(Debe usarse el diámetro mínimo). Resistencia de fluencia =
Carga en la deformacion permanente especifica Area original de la seccion transversal
=
=
P (deformacion permanente especificada)
πD 2 4
Longitud calibrada final - Longitud calibrada original x 100 Longitud calibrada original
Alargamiento, por ciento =
Area original - Area final x 100 Area original
Reduccion de area, por ciento =
7.3 Prueba de tensión, en probetas rectangulares (figuras 12, 13, 14). Resistencia última a la tensión. El cálculo de la resistencia última a la tensión para probetas rectangulares es el siguiente: Resistencia ultima a la tension =
Carga maxima Area original de la seccion transversal
=
P max WXT
NMX-H-7-1996 -30 -7.4
Prueba de tensión en tubos.
El cálculo de la resistencia última a la tensión para probetas de sección reducida (ver figura 14) es el mismo al que se indica en el inciso 7.3, el cálculo para probetas de sección completa (ver figura 15) es como sigue: Resistencia ultima a la tension =
Carga maxima Area original
=
P max 0.7854 (DO 2
- DI 2 )
8
INFORME.
8.1
Además de los requisitos del documento aplicable, el informe debe incluir lo siguiente:
a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Procedimiento de soldadura (proceso y parámetros). d) Tipo de probeta. e) Geometría de la junta. f)
Localización de la fractura y tipo de falla (dúctil o frágil).
g) Resistencia a la tensión calculada (únicamente para probetas redondas del metal de soldadura: resistencia de fluencia, por ciento de alargamiento y por ciento de reducción de área). h) Cualquier observación de características inusuales de las probetas o del procedimiento.
A3 1
PRUEBA DE TENACIDAD A LA FRACTURA EN SOLDADURA. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece la prueba de tenacidad a la fractura en soldaduras. Los métodos que se incluyen son: prueba de impacto tipo Charpy con ranura en "V", desgarre dinámico, tenacidad a la fractura por deformación en un plano y la prueba de caída de peso, para determinar de la temperatura de transición dúctil-frágil 1.2 Cuando se requiera la prueba de tenacidad a la fractura, la preparación de la soldadura, probeta y los métodos de prueba deben ser conforme a lo especificado en esta norma.
NMX-H-7-1996 -31 -1.3 Cuando se aplica esta norma al metal de soldadura, el ancho del metal de soldadura debe ser igual o mayor al espesor de la probeta.
1.4
Cuando se especifique esta norma es aplicable a lo siguiente:
a) Para calificación de: materiales, procedimientos de soldadura y del personal, cuando se requiera un nivel especificado de tenacidad a la fractura. b) Para información, especificación de aceptación y control de calidad, cuando se requiera un criterio mínimo para la tenacidad a la fractura. Una explicación detallada de la selección del método de prueba y de un valor mínimo especificado para un caso especifico no está dentro del alcance de esta norma. c) Investigación y desarrollo. 1.5
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) Los tipos específicos y número de probetas requeridos. b) Especificación del metal base e identificación. c) Especificación del metal de aporte e identificación. d) Los valores previstos de la propiedad y si son máximos o mínimos. e) Localización y orientación de la probeta y de la ranura. f)
Geometría de la junta.
g) Temperatura de prueba. h) Tratamiento térmico posterior a la soldadura o tratamiento mecánico.
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 Las probetas deben removerse de una soldadura de tal manera que los resultados de la prueba sean representativos de la tenacidad a la fractura de la junta soldada, en aplicaciones especificas. 2.2 El método seleccionado para la prueba de tenacidad a la fractura debe ser el que se indique en la especificación del material, documento de fabricación o el que se especifique.
3
FUNDAMENTO.
3.1 La prueba de tenacidad a la fractura proporciona una medida de la resistencia a la iniciación y/o propagación de la fractura.
NMX-H-7-1996 -32 -3.2 El proceso y procedimiento de soldadura tienen un efecto importante en las propiedades mecánicas de una junta soldada. Si la tenacidad a la fractura de una muestra de
junta soldada es representativa de su funcionamiento estructural, el mismo proceso y procedimiento de soldadura deben usarse para la muestra y estructura.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura usados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 Los aparatos para realizar las diversas pruebas de tenacidad a la fractura deben ser conforme a las siguientes normas nacionales o extranjeras: a) Tipo Charpy con ranura en "V", NMX-H-120. b) Desgarre dinámico, ASTM-E-604 (ver apéndice A2). c) Tenacidad a la fractura por deformación en un plano (tensión compacta), ASTM-E-399 (ver apéndice A3). d) Prueba de caída de peso, determinación de la temperatura de transición dúctil-frágil, ASTM-E-208 (ver apéndice A4).
6
PROBETAS.
6.1 Debe proporcionarse la información suficiente para localizar las probetas y las juntas soldadas apropiadas. Para probetas tomadas de soldaduras de ranura de doble bisel, la identificación debe incluir una referencia con respecto al lado de la soldadura. 6.2 A menos que se especifique otra cosa, la relación del ancho del metal de soldadura al espesor de la probeta debe ser como se especifica en la figura 16.
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Figura 16.- Ancho mínimo del metal de soldadura de la probeta para la prueba de tenacidad a la fractura 6.3 Las probetas no deben contener metal que haya sido afectado térmicamente como resultado del corte o preparación. 6.4 A menos que se especifique otra cosa, las probetas no deben contener interrupciones o inicios de soldadura. 6.5 A menos que se especifique otra cosa; las dimensiones nominales, orientación y localización de la ranura en la probeta, deben ser como se especifica en las figuras de la 17 a la 22 respectivamente. Los dibujos aplicables se proporcionan en los documentos de referencia. 6.6 Cuando se requiera una evaluación del metal base o de la zona afectada por el calor, o ambas cosas, la localización de la ranura debe especificarse.
NMX-H-7-1996 -34 --
Figura 17.- Probeta para la prueba de impacto tipo Charpy con ranura en "V".
Figura 18.- Probeta para la prueba de desgarre dinámico, soportes y martillo.
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Notas: 1.- Las dimensiones a, B y W se determinan conforme a lo indicado en la norma extranjera ASTM-E-399 (ver apéndice A3). 2.- Las superficies marcadas con A deben ser perpendiculares y paralelas como sea aplicable con una tolerancia de 0.002 W de lectura total del indicador. 3.- La punta de la ranura iniciadora de fractura con las dos caras de la probeta debe estar equidistante de las orillas superior e inferior de la probeta.
Figura 19.- Probeta para la prueba de tenacidad a la fractura por deformación en un plano (probeta compacta de tensión).
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Dimensión T = espesor L = longitud W = ancho
Dimensiones en milímetros. Tipo de probeta Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 25.5 19.0 15.5 355.5 127.0 127.0 89.0 51.0 51.0
Figura 20.- Probetas estándar para la prueba de caída de peso, para determinar la temperatura de transición dúctil-frágil (ASTM-E-208, ver apéndice A4).
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Figura 21.- Orientación de las probetas de tenacidad a la fractura del metal de soldadura para una junta con soldadura de ranura doble en soldaduras de sección gruesa.
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-
Código de dos letras para la designación de la probeta:
La primera letra designa la dirección perpendicular al plano de fractura. La segunda letra designa la dirección esperada del plano de fractura. S = Dirección transversal corta (espesor de la soldadura). T = Dirección transversal grande (ancho de la soldadura). Figura 22.- Código de la orientación del plano de fractura para probetas de tensión compactas de planchas soldadas.
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 La preparación de la probeta y el procedimiento de prueba para medir la tenacidad a la fractura, deben ser conforme a las siguientes normas nacionales o extranjeras: a) Prueba de impacto tipo Charpy con ranura en "V", NMX-B-120. b) Desgarre dinámico, ASTM-E-604 (ver apéndice A2). c) Tensión compacta, ASTM-E-399 (ver apéndice A3). d) Prueba de caída de peso y determinación de la temperatura de transición dúctil-frágil, ASTM-E-208 (ver apéndice A4).
8
INFORME.
8.1
Además de los requisitos del documento aplicable, el informe debe incluir lo siguiente:
NMX-H-7-1996 -39 -a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Procedimiento de soldadura (proceso y parámetros). d) Geometría de la junta. e) Tipo de probeta. f)
Localización y orientación de la probeta.
g) Tipo del equipo de prueba. h) Apariencia de la fractura y localización. i)
Temperatura de prueba.
j)
Energía absorbida.
k) Cualquier observación de características inusuales de las probetas o del procedimiento.
B
PRUEBAS DE SOLDADURAS DE FILETE.
B1
PRUEBA DE DOBLADO GUIADO LONGITUDINAL.
(Ver parte A1, 7.6.- Prueba de doblado de raíz para soldaduras de filete).
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece la prueba de doblado para soldaduras de filete en metales ferrosos y no ferrosos. También establece la preparación de la probeta, parámetros de prueba y procedimientos de prueba, pero no especifica los requisitos o criterios de aceptación. 1.2 Los materiales base pueden ser homogéneos, enchapados o recubiertos de otra manera, excepto los revestimientos duros. 1.3
Cuando se especifique, esta norma es aplicable a lo siguiente:
a) Calificación de: materiales, personal y de procedimientos de soldadura. b) Información, especificaciones de aceptación y para control de calidad. c) Investigación y desarrollo.
NMX-H-7-1996 -40 -1.4
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información.
a) El tipo de datos requeridos y observaciones que deben hacerse. b) El radio de doblado requerido o porciento de alargamiento. c) Tratamiento térmico posterior a la soldadura o tratamiento mecánico.
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 La probeta longitudinal de la soldadura de filete se guía en el proceso de doblado con un dispositivo de prueba que emplea un mandril y un rodillo que gira alrededor de él o unos soportes y un émbolo.
3
FUNDAMENTO.
3.1 La ductilidad de una junta soldada, la cual se muestra por su capacidad de resistencia al desgarre, y la presencia de defectos en la superficie de tensión se determinan en la prueba de doblado guiado de la soldadura de filete.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura empleados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 Las probetas para el doblado guiado deben probarse en un dispositivo de prueba diseñado para sostener y aplicar las cargas a la probeta para un doblado en tres puntos. 5.2
El dispositivo debe tener las dimensiones que se muestran en la figura 23.
NMX-H-7-1996 -41 --
Notas: 1.- El diámetro del mandril mostrado es para una probeta con un espesor máximo de 19.0 mm. 2.- Pueden utilizarse otros espesores de la plancha base y tamaños de la pierna de la soldadura de filete, siempre y cuando el diámetro del mandril no sea mayor de tres veces el espesor de la probeta. En estos casos, la distancia entre los soportes debe ser el diámetro del mandril más dos veces el espesor de la probeta más 6.5 mm.
Figura 23.- Prueba de doblado guiado longitudinal para soldadura de filete
6
PROBETAS.
6.1 Las probetas longitudinales deben prepararse realizando dos soldaduras de filete en una junta en "T" y maquinando la probeta como se muestra en la figura 23.
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7
PROCEDIMIENTO.
7.1 A menos que se especifique otra cosa, las probetas deben probarse a temperatura ambiente y la deformación debe ocurrir en un tiempo no menor de 0.5 minutos ni mayor de 2 minutos. 7.2 La probeta se coloca en el dispositivo de doblado como se muestra en la figura 23 y se aplica una fuerza suficiente para efectuar el doblado.
8
INFORME.
8.1 Además de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente: a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Temperatura de prueba. d) Número de pruebas. e) Número, tipo, tamaño y localización de las discontinuidades, si las hay. f)
B2 1
Angulo de doblado si la fractura ocurre antes del doblado a 180°.
PRUEBAS DE SANIDAD. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece la prueba de sanidad para la soldadura de filete, así como los procedimientos y parámetros de prueba, y los métodos para obtener los datos y observaciones generalmente requeridas, pero no especifica los requisitos o criterios de aceptación. Cuando se use esta norma como una parte de otra norma o como especificaciones de detalle debe suministrarse la siguiente información: a) Las pruebas especificas y el número de probetas requeridas. b) Orientación especifica de las probetas dentro de la muestra de soldadura. c) Los datos requeridos y las observaciones que deben hacerse. d) Las tolerancias. e) La interpretación, si la hay, de los datos y observaciones.
NMX-H-7-1996 -43 --
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 Una pierna de la junta en "T" se dobla sobre la otra de tal manera de poner en tensión la raíz de la soldadura. La carga se mantiene hasta que las piernas estén en contacto entre ellas o aparezcan discontinuidades en la soldadura.
3
FUNDAMENTO.
3.1 El propósito de esta prueba es determinar la sanidad de las soldaduras de filete en las juntas. Esta prueba es cualitativa y su aceptación se determina por la magnitud y naturaleza de cualquier falla que se presente.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura empleados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93. Ejemplos del símbolo de soldadura para indicar el tamaño de las soldaduras.
Tamaño de la soldadura de filete sencilla. A menos que se indique otra cosa, se usan las siguientes designaciones: S = Tamaño especificado del filete t = Espesor de la plancha T = Espesor de la probeta
5
APARATOS.
5.1
Los aparatos deben ser capaces de sostener la probeta y aplicar la fuerza requerida.
6
PROBETAS.
6.1
Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del procedimiento.
La probeta de ruptura de la soldadura de filete sin recubrir debe soldarse y prepararse para la prueba como se muestra en la figura 24. La soldadura debe cumplir los requisitos visuales de la norma aplicable.
NMX-H-7-1996 -44 -6.2 Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del procedimiento del primer recubrimiento "primer". La probeta de ruptura de la soldadura de filete debe soldarse sobre el material recubierto y prepararse para la prueba como se muestra en la figura 25. La soldadura debe tener una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir los requisitos de inspección visual de la norma o código aplicable. 6.3
Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del proceso de galvanizado.
La probeta de ruptura de la soldadura de filete debe soldarse sobre el material galvanizado y prepararse para la prueba como se muestra en la figura 26. La soldadura debe presentar una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir los requisitos de inspección visual de la norma o código aplicable. 6.4
Ruptura de la soldadura de filete - Calificación del soldador.
La probeta de ruptura de la soldadura de filete para calificación del soldador debe soldarse y prepararse como se muestra en la figura 27. La soldadura debe cumplir los requisitos visuales de la norma o código aplicable. 6.5
Ruptura del filete - Calificación del punteador.
La probeta de ruptura de la soldadura de filete sin recubrir para realizar la calificación del punteador, debe prepararse y soldarse para la prueba como se muestra en la figura 28. La soldadura debe presentar una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir los requisitos de inspección visual de la norma o código aplicable.
NMX-H-7-1996 -45 --
t = Espesor máximo para usarse en la producción ó 9.5, lo que sea menor. S = Tamaño máximo del filete de un solo paso para usarse en la producción.
Notas: 1.- Las posiciones calificadas deben ser conforme al código o norma aplicable. 2.- El ensamble de prueba puede cortarse en longitudes más cortas después de la soldadura para facilitar la prueba.
Figura 24.- Probeta para la prueba de fractura de la soldadura de filete, para calificación del procedimiento.
NMX-H-7-1996 -46 --
Notas: 1.- La plancha base debe ser del mismo grado y de la misma norma del material que la usada en la producción. 2.- La plancha base debe recubrirse con primario a un espesor máximo, el cual se aplica en la producción. 3.- El primer lado soldado debe removerse manualmente por medios mecánicos y debe probarse el segundo lado. 4.- Aunque la longitud completa (914.5 mm) se pruebe, el ensamble de prueba puede cortarse en longitudes más cortas para facilitar la fractura para la inspección.
Figura 25.- Probeta para la prueba de fractura de soldadura de filete, para materiales recubiertos de primario.
NMX-H-7-1996 -47 --
Notas: 1.- El espesor t, de la plancha debe ser el máximo, usado en la producción ó 9.5 mm, lo que sea menor. 2.- El tamaño de la soldadura S debe ser el tamaño máximo, de la soldadura de filete de un sólo paso, usado en la producción. 3.- Aunque la longitud completa se prueba, el ensamble de prueba puede cortarse a longitudes más cortas después de la soldadura para facilitar la fractura para la inspección. 4.- El material galvanizado debe ser del mismo grado, norma y espesor máximo que el usado en la producción.
Figura 26.- Probeta para la prueba de fractura de soldadura de filete, para materiales galvanizados.
NMX-H-7-1996 -48 --
Notas: 1.- El paro y reinicio de la soldadura deben estar cerca del centro. 2.- A menos que se especifique otra cosa, el espesor de la probeta y las dimensiones son mínimos.
Figura 27.- Probeta para la prueba de fractura de la soldadura de filete para calificación del soldador.
NMX-H-7-1996 -49 --
Figura 28.- Probeta para la prueba de la fractura de soldadura de filete para calificación del punteador.
NMX-H-7-1996 -50 --
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 Debe aplicarse a la probeta una fuerza como la que se muestra en la figura 29 u otra fuerza que cause que la raíz de la soldadura este en tensión. Debe incrementarse la carga hasta que la probeta se fracture o se doble en forma plana sobre si misma. Si se fractura la probeta, las superficies de fractura deben inspeccionarse visualmente para detectar evidencias de discontinuidades tales como: grietas, inclusiones o falta de penetración.
Figura 29.- Método de la prueba de fractura para probetas con soldadura de filete.
8
INFORME.
8.1
Además de los requisitos del documento aplicable, el informe debe incluir lo siguiente:
a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Tamaño de la soldadura de filete. d) Procedimiento de soldadura (proceso y parámetros). e) Tipo de probeta. f)
Apariencia de la fractura.
g) Número, tipo, tamaño y localizaciones de las inclusiones o discontinuidades visibles. h) Cualquier observación de características inusuales de las probetas o del procedimiento.
NMX-H-7-1996
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B3 1
51
--
PRUEBAS AL ESFUERZO CORTANTE. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece las pruebas al esfuerzo cortante de soldaduras de filete en plancha. 1.2 Cuando se requiera la prueba al esfuerzo cortante en soldaduras de filete, la preparación de la probeta y el procedimiento de prueba deben ser conforme a lo especificado en esta norma. 1.3
Esta norma no especifica requisitos o criterio de aceptación.
1.4
Cuando se especifique esta norma, es aplicable a lo siguiente:
a) Calificación del personal y del procedimiento de soldadura. b) Información, bases para inspección, aseguramiento y control de calidad en la fabricación, cuando se haya establecido un criterio de aceptación. c) Investigación y desarrollo. 1.5
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) Proceso de soldadura empleado. b) El tipo de prueba especificado y número de probetas que se requieren. c) Especificación e identificación del metal base y espesor. d) Posición (s) de la soldadura. e) Especificación e identificación del metal de aporte y diámetro. f)
Tipo y velocidad de flujo de cualquier gas de protección usado.
g) Tratamiento térmico posterior a la soldadura, si es aplicable. h) Formato del informe incluyendo el tipo de datos y observaciones. i)
Criterio de aceptación.
NMX-H-7-1996 -52 --
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 La prueba al esfuerzo cortante en la soldadura de filete consiste en aplicar una carga de tensión sobre una probeta preparada, de tal manera que la carga corte la soldadura de filete. La resistencia al corte se reporta como: a) Unidad de carga por unidad de longitud de la soldadura y b) Esfuerzo al cortante en la garganta de la soldadura.
3
FUNDAMENTO.
3.1 Las pruebas al cortante de soldaduras de filete proporcionan información de la capacidad de soporte de carga y eficiencia de las juntas soldadas. Los datos obtenidos de las pruebas de corte en soldaduras de filete pueden incluir: a) Unidad de carga de corte. b) Resistencia al cortante. c) Localización y tipo de fractura. 3.2 Las pruebas al esfuerzo al cortante en soldaduras de filete proporcionan datos cuantitativos, los cuales pueden compararse, analizarse y usarse en el diseño y análisis de estructuras soldadas. Las superficies de fractura también pueden proporcionar información sobre la presencia y efectos de discontinuidades tales como: falta de fusión y penetración, porosidad, inclusiones y grietas.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura empleados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 La prueba debe efectuarse en una máquina de tensión conforme a lo indicado en la norma NMX-B-310. La máquina debe calibrarse conforme a lo especificado en la norma extranjera que se indica en el apéndice A1.
NMX-H-7-1996 -53 --
6
PROBETAS.
6.1
Probeta para la prueba longitudinal de resistencia al cortante.
La probeta debe soldarse como se muestra en la figura 30 e inspeccionarse visualmente. El contorno de la superficie y tamaño de las soldaduras de filete deben ser conforme a la norma aplicable u otro criterio de aceptación especificado. La probeta debe maquinarse antes de la prueba como se muestra en la figura 31. 6.2
Probeta para la prueba transversal de resistencia al cortante.
La probeta debe prepararse como se muestra en la figura 32 e inspeccionarse visualmente. El contorno de la superficie y tamaño de las soldaduras de filete deben ser conforme a la norma aplicable u otro criterio de aceptación especificado. Pueden usarse planchas más anchas para obtener probetas múltiples. Cuando se preparan probetas múltiples de un ensamble soldado sencillo, los resultados de cada probeta individual deben informarse. 6.3
Preparación.
Los datos obtenidos de una probeta en la prueba de resistencia al corte de una soldadura de filete pueden ser afectados por cierta preparación y por las variables de prueba. Para la prueba transversal, la abertura dejada entre las planchas traslapadas durante la preparación de la probeta incrementa los esfuerzos en la raíz de la soldadura, por lo que baja su resistencia. Los filetes de la soldadura con contornos irregulares pueden afectar los valores de prueba e incrementar los esfuerzos en la raíz de la soldadura, por lo que baja su resistencia. Las probetas de la soldadura con contornos irregulares pueden afectar los valores de prueba. Cualquier agrietamiento o socavado afecta a la probeta.
NMX-H-7-1996 -54 --
Tamaño de la soldadura S Espesor t Espesor T Ancho W
3.0 9.5 9.5 76.0
Dimensiones en milímetros. 6.0 9.5 13.0 13.0 19.0 25.0 19.0 25.0 32.0 76.0 76.0 89.0
Figura 30.- Probeta longitudinal de soldadura de filete para esfuerzos al cortante antes del maquinado.
NMX-H-7-1996 -55 --
Notas: 1.- Ranura maquinada a través de la raíz para la prueba de la soldadura de filete. 2.- La profundidad de la ranura maquinada debe extenderse a través del espesor de la plancha de traslape. Figura 31.- Probeta longitudinal de la soldadura de filete después del maquinado.
NMX-H-7-1996 -56 --
Figura 32.- Probeta transversal de la soldadura de filete para el esfuerzo al cortante.
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 La longitud de la soldadura y la dimensión promedio de la pierna de cada soldadura deben medirse e informarse. La garganta teórica se calcula a partir de estas dimensiones. 7.2 La probeta debe colocarse en la máquina de prueba de tal manera que la cara de tensión se aplique paralelamente al eje longitudinal de la probeta. 7.3
La probeta debe someterse a tensión hasta que falle la soldadura.
7.4 La prueba debe considerarse invalida si la probeta falla en el metal base (por ejemplo por una sobrecarga) y debe prepararse y probarse una probeta adicional. 7.5 La unidad de carga al cortante por unidad de longitud de la soldadura se determina dividiendo la carga máxima entre la longitud total de la soldadura bajo prueba. 7.6 La resistencia al cortante, fuerza por unidad de área, que actúa sobre la garganta de la soldadura de filete se determina dividiendo la unidad de carga de corte entre la longitud por el promedio de la dimensión de la garganta de las soldaduras que fallan ver figura 33.
NMX-H-7-1996 -57 --
T =
P lxa
Donde: P l a T
= = = =
Carga. Longitud total de la soldadura de filete cortada. Dimensión de la garganta teórica. Resistencia al esfuerzo cortante de la soldadura. Figura 33.- Cálculo de la resistencia al esfuerzo cortante.
7.7 Durante la prueba, la carga excéntrica afecta más a la probeta que a ciertos defectos tales como: discontinuidades en la soldadura en los extremos de los filetes.
8
INFORME.
8.1 Además de los requisitos de la norma aplicable o de otros requisitos especificados, el informe debe incluir lo siguiente: a) Identificación de la probeta. b) Número o identificación del procedimiento de soldadura. c) Tipo de probeta (longitudinal o transversal). d) Unidad de carga al cortante. e) Resistencia al cortante. f)
Localización de la fractura.
g) Dimensiones reales de la garganta, si se midió. h) Cualquier observación de características inusuales de la probeta, superficies de fractura o del procedimiento.
NMX-H-7-1996
--
C
PRUEBAS APLICABLES A SOLDADURAS DE RANURA Y DE FILETE.
C1
PRUEBA DE RUPTURA TIPO NICK.
1
58
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OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece la prueba de ruptura tipo Nick de soldaduras en tubos o planchas. 1.2 Cuando se requiera la prueba de ruptura tipo Nick, la preparación de la probeta y los procedimientos de prueba deben cumplir con lo especificado en esta norma. 1.3
Esta norma no específica requisitos o criterios de aceptación.
1.4
Cuando se especifique, esta norma es aplicable a lo siguiente:
a) Calificación de: materiales, personal y procedimientos de soldadura. b) Información, bases de inspección, aseguramiento y control de calidad, cuando se ha establecido un criterio de aceptación. c) Investigación y desarrollo. 1.5
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) Proceso de soldadura usado. b) Las pruebas especificas y el número de probetas que se requieran. c) Especificación e identificación del metal base. d) Posición de la soldadura. e) Especificación e identificación del metal de aporte (cuando se use). f)
Localización y orientación de las probetas.
g) Cual soldadura de refuerzo externa va a ranurarse. h) Formato de informe incluyendo tipo de datos y observaciones. i)
Tratamiento térmico posterior a la soldadura, si es aplicable.
j)
Criterio de aceptación.
NMX-H-7-1996 -59 --
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1
La probeta se fractura por uno de los tres métodos siguientes:
a) La probeta se rompe sujetando los extremos y golpeando, en el centro en un solo lado con un martillo o sujetando un extremo y golpeando el otro con un martillo. b) Las probetas se someten a tensión en una máquina de prueba hasta que ocurra la fractura. c) Las probeta se rompen apoyando los extremos y aplicando una carga en el centro del lado opuesto.
3
FUNDAMENTO.
3.1 La prueba Nick de ruptura se usa para evaluar la técnica apropiada y los parámetros de soldadura necesarios para obtener juntas con soldaduras de filete o de ranura sanas en tubos o en planchas. Esta prueba también se usa para verificar (por pruebas destructivas) resultados obtenidos mediante técnicas no destructivas. 3.2 La prueba Nick de ruptura a menudo es la única técnica disponible para evaluar soldaduras a tope por chispa, soldaduras por presión o soldaduras por fricción en tubos o en planchas. 3.3
No se le debe dar importancia a la magnitud de la carga requerida para la fractura.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura empleados en esta sección deben consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 Los aparatos usados deben ser capaces de apoyar firmemente la probeta en uno o en ambos extremos cuando se fracturen mediante un martillo, ver figuras 34, 35 y 36. 5.2 Las pruebas también pueden realizarse ya sea sometiendo a tensión o doblando en tres puntos.
NMX-H-7-1996 -60 --
Figura 34.- Dispositivo, para la prueba de ruptura tipo Nick, hecho con un tubo de 152.5 mm de diámetro exterior.
NMX-H-7-1996 -61 --
Figura 35.- Prueba de ruptura con entalladura, usando un tornillo de banco.
NMX-H-7-1996 -62 --
Figura 36.- Prueba de soldaduras preparadas.
6
PROBETAS.
6.1
Probetas de soldaduras a tope
Las probetas para la prueba tipo Nick deben prepararse mediante el corte de la junta y metal base para formar una sección transversal rectangular, ver figura 38. Las probetas pueden cortarse ya sea por corte mecánico o con flama. Las orillas deben ser relativamente lisas y paralelas. Las probetas deben ranurarse con una segueta, o sierra cinta o con un disco abrasivo delgado. Las ranuras deben localizarse como se muestra en la figura 37. 6.2
Probetas de tamaño completo.
Los ensambles pequeños de soldadura pueden probarse en su totalidad usando el ensamble completo como probeta. En estos casos, el ensamble debe ranurarse en las orillas de las soldaduras a una profundidad de aproximadamente 3.0 mm y a través del refuerzo a una profundidad de aproximadamente 1.5 mm, similar a lo que se muestra en la figura 37. Lo anterior puede modificarse para un juego de ensambles individuales, pero debe informarse la configuración de la probeta. 6.3
Probetas de soldaduras a tope por chispa.
Para la prueba de ruptura tipo Nick las probetas deben prepararse cortando la junta y metal base para formar una sección transversal rectangular. Las probetas deben ser como se muestra en la figura 38 y pueden cortarse con máquina o con flama o por otros medios adecuados.
NMX-H-7-1996 -63 -Los lados de la probeta pueden macroatacarse (la prueba de macroataque debe hacerse conforme a la norma NMX-B-331), para localizar la línea de fusión. Los lados de la probeta pueden ranurarse a lo largo de la línea de fusión con una sierra o por otros medios adecuados. Cada ranura debe tener una profundidad de aproximadamente 3.0 mm. El diámetro exterior del refuerzo de la soldadura para una configuración redonda continua debe ranurarse la superficie del metal base hasta un 10% abajo. Para las configuraciones de tubos, además de igualar el diámetro exterior, el diámetro interior del refuerzo de soldadura, puede ranurarse hasta un 10% por debajo del metal base. Para configuraciones rectangulares y cuadradas los refuerzos de soldadura superior e inferior deben ranurarse hasta un 10% por debajo del metal base. El refuerzo de soldadura no necesita removerse de ningún lado de la probeta, ver figura 38. 6.4
Probetas de soldaduras de filete.
Existen diferentes tipos de probetas para la prueba de ruptura tipo Nick para soldaduras de filete. 6.4.1 Las conexiones de miembros tubulares se prueban usando probetas cortadas con máquina o con flama, de las áreas de cruce y a 90° de ésta áreas como se muestra en la figura 39. Las probetas deben ser aproximadamente de 51.0 mm de ancho y de 76.0 mm de longitud y deben estar ranuradas como se muestra en la figura 39. 6.4.2 Las conexiones, tipo "camisa” o “casquillo" de tubos (ver figura 40) se prueban usando probetas cortadas con máquina o con flama, espaciadas igualmente alrededor de la circunferencia. Las probetas deben ser de por lo menos 76.0 mm de ancho y 152.5 mm de longitud y deben ranurarse como se muestra en figura 40.
NMX-H-7-1996 -64 --
Probeta opcional para la prueba de ruptura, para soldadura mecanizada o semiautomática. Figura 37.- Probeta para la prueba de ruptura con entalladura.
Figura 38.- Probetas de soldaduras a tope por chispa.
NMX-H-7-1996 -65 --
Figura 39.- Probetas para la prueba de ruptura con entalladura de conexiones de miembros secundarios.
NMX-H-7-1996 -66 --
Figura 40.- Probeta de tubo “encamisado”. 6.4.3 Las juntas de plancha con soldadura de filete se prueban mediante probetas cortadas con máquina o con flama, de una junta a traslape como se muestra en la figura 41. Las probetas deben ser de aproximadamente 76.0 mm de ancho y de 152.5 mm de largo y deben ranurarse como se muestra en la figura 41.
NMX-H-7-1996 -67 --
Figura 41.- Juntas de plancha, con soldadura de filete.
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 Las probetas deben romperse apoyando los extremos y golpeando o aplicando una carga en el lado opuesto, o apoyando un extremo y golpeando el otro extremo con un martillo, o por tensión en una máquina de tensión. Cuando se use un martillo para fracturar la probeta, se golpea dos veces un lado, luego la probeta se gira 180° y el otro lado se golpea dos veces, este procedimiento se continua hasta que se rompa la probeta.
8
INFORME.
8.1 Además del informe de los resultados de la pruebas requeridos por los documentos aplicables, el informe también debe incluir lo siguiente: a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Procedimiento de soldadura (proceso y parámetros). d) Procedimiento de prueba. e) Apariencia de la fractura. f)
Número, tipo, tamaño y localización de las inclusiones o discontinuidades en la superficie de fractura.
g) Cualquier observación de características inusuales de la probeta o del procedimiento.
NMX-H-7-1996 -68 --
C2 1
PRUEBA DE DUREZA DE SOLDADURAS. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1 Esta sección establece la prueba de dureza de soldaduras. son: pruebas de dureza Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop.
Los métodos incluidos
1.2 Cuando se requieran las pruebas de dureza, la preparación de la probeta y los procedimientos de prueba deben ser conforme a lo especificado en esta norma. 1.3
Esta norma no especifica el criterio de aceptación.
1.4
Cuando se especifique, esta norma es aplicable a lo siguiente:
a) Calificación de materiales y de los procedimientos de soldadura mediante las propiedades mecánicas y metalúrgicas especificadas. b) Información, bases para la aceptación, aseguramiento y control de calidad, cuando se requiera un criterio para las propiedades mecánicas. c) Investigación y desarrollo. 1.5
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) El tipo especifico de prueba y número de probetas requeridas. b) La localización específica y orientación de las probetas. c) Las localizaciones especificas dentro de la muestra a probar y número de pruebas (huellas) requeridas y preparación de la superficie. d) Especificación e identificación del metal base. e) Especificación e identificación del metal de aporte.
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1 Una máquina calibrada impulsa un penetrador de geometría especificada y bajo una carga predeterminada, el cual se aplica sobre la superficie con el objeto de penetrar la probeta y la medida de la impresión resultante se expresa como una medida especifica de la dureza.
NMX-H-7-1996 -69 --
3
FUNDAMENTO.
3.1 Las pruebas de dureza proporcionan datos cuantitativos, los cuales pueden compararse o analizarse y usarse en el diseño de procedimientos de soldadura y en el análisis de las fallas de la soldadura. Las pruebas de dureza Brinell y Rockwell producen huellas relativamente grandes, por lo que se usan para evaluar áreas grandes de juntas soldadas. Las pruebas de dureza Vickers y Knoop producen huellas relativamente pequeñas, por lo que se usan ampliamente para medir la dureza en áreas transversales de soldaduras pequeñas o en áreas soldadas especificas. Cuando se seleccione un método de prueba de dureza para usarse en soldaduras de revestimiento, el espesor de los revestimientos y del metal base debe estar dentro de las recomendadiones de las normas nacionales o extranjeras para la técnica de prueba de dureza en particular.
4
DEFINICIONES.
4.1
Para los términos empleados en esta sección debe consultarse la norma NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 Los aparatos para realizar las diversas pruebas de dureza, deben ser conforme a los métodos de prueba especificados en las siguientes normas nacionales o extranjeras: a) Dureza Brinell, NMX-B-116. b) Dureza Rockwell, NMX-B-119. c) Dureza Vickers, NMX-B-118. d) Microdureza (Knoop y Vickers), ASTM-E-384 (ver apéndice A5). e) Determinación de la dureza con aparatos portátiles, NMX-B-313.
6
PROBETAS.
6.1 Deben aplicarse todos los requisitos de la norma del método de prueba aplicable, excepto aquellos modificados en los incisos siguientes: 6.1.1 A menos que se especifique otra cosa se permiten únicamente los métodos de prueba de dureza Brinell y Rockwell, para evaluar el metal base y el metal de soldadura. 6.1.2 Los métodos de prueba de dureza Vickers y Knoop, son los únicos métodos de prueba permitidos para pequeñas secciones transversales de una o varias zonas soldadas, a menos que se especifique otra cosa.
NMX-H-7-1996 -70 -6.1.3 Las pruebas de dureza en el metal de soldadura se permiten únicamente para secciones transversales de juntas soldadas o para áreas locales de la soldadura de refuerzo con un esmerilado terso antes de la prueba. 6.1.3.1 Con el fin de calificar como válida una prueba del metal de soldadura, la orilla de una impresión no debe estar más cerca de tres veces la dimensión mayor de una huella desde la orilla del área esmerilada del refuerzo en los ensambles soldados. 6.1.3.2 Con el fin de calificar como válida una prueba del metal de soldadura, la orilla de una huella debe estar dentro del metal de soldadura y debe estar a una distancia de por lo menos 3 mm a partir de la línea de interfase de la soldadura. 6.1.4 Los métodos de prueba de dureza que usen aparatos portátiles, a menos que se especifique otra cosa, se permiten únicamente para evaluar el metal base.
7
PROCEDIMIENTO.
7.1 Los procedimientos de prueba para medir la dureza en las soldaduras, deben ser conforme a las normas nacionales o extranjeras siguientes: a) Dureza Brinell, NMX-B-116. b) Dureza Rockwell, NMX-B-119. c) Dureza Vickers, NMX-B-118. d) Microdureza (Knoop y Vickers), ASTM-E-384 (ver apéndice A5). e) Determinación de la dureza con aparatos portátiles, NMX-B-313.
8
INFORME.
8.1 Además de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente: a) Especificación del metal base. b) Especificación del metal de aporte. c) Tipo de junta soldada o de soldadura de revestimiento. d) Procedimiento de soldadura (proceso y parámetros). e) Tipo de equipo de prueba. f)
Localización y orientación de la probeta.
g) Localización de las huellas. h) Cualquier observación de características inusuales de la probeta o del procedimiento.
NMX-H-7-1996 -71 --
D
PRUEBAS DE SOLDADURAS DE PERNOS.
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION.
1.1
Esta sección establece las pruebas mecánicas en soldaduras de pernos.
1.2 Cuando se requieran las pruebas de soldaduras de pernos, el procedimiento de prueba debe ser conforme a lo especificado en esta norma. 1.3
Esta norma no especifica los requisitos o el criterio de aceptación.
1.4
Cuando se especifique, esta norma es aplicable a lo siguiente:
a) Calificación de: materiales, personal y procedimiento de soldadura. b) Información, bases de inspección, aseguramiento y control de calidad en la fabricación (cuando se ha establecido un criterio de aceptación). c) Investigación y desarrollo. 1.5
Cuando se use esta norma, debe suministrarse la siguiente información:
a) Las pruebas especificas y número de probetas requeridas. b) Especificación e identificación del metal base. c) Posición de la soldadura. d) Análisis del perno o especificación (número de parte) o ambas cosas. e) Parámetros de soldadura incluyendo corriente, tiempo y tipo de fuente de poder. f)
Tipo de prueba (de doblado o de apriete (torque)). 1) Prueba de doblado: debe especificarse el ángulo máximo de doblado. 2) Prueba de apriete: debe especificarse el apriete.
g) Criterio de aceptación.
2
RESUMEN DEL METODO.
2.1
Las muestras deben probarse por uno de los dos métodos siguientes:
NMX-H-7-1996
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72
--
a) El perno se dobla por golpeo con un martillo o doblandolo mediante el uso de un tramo de tubo. b) Se aplica una carga de tensión al perno con un dispositivo apropiado. Esto se logra comunmente usando una llave de torsión y una "camisa" (casquillo) de soporte, ver figura 43.
3
FUNDAMENTO.
3.1 Las pruebas mecánicas de pernos soldados por arco, se usan para evaluar la sanidad de la soldadura, propiedades de tensión y ductilidad de la soldadura de perno. 3.2 Estas pruebas se usan principalmente como un método de calificación del procedimiento de soldadura para evaluar los parámetros de soldadura y preparación de la superficie.
4
DEFINICIONES Y SIMBOLOS.
4.1 Para los símbolos y términos de soldadura usados en esta sección debe consultarse las normas NMX-H-111 y NMX-H-93.
5
APARATOS.
5.1 Los aparatos empleados deben ser capaces de mantener firmemente el ensamble de prueba y aplicar la fuerza de doblado o el apriete, como sea necesario.
6
PROBETAS.
6.1 Las probetas deben prepararse soldando los pernos, que van a probarse (calificarse) a planchas de metal base apropiado como se especifico en 1.5 (b). 6.2 Las probetas deben hacerse usando equipo automático apropiado con los ajustes correspondientes en: diferencia de potencial, corriente y pistola para determinada carrera y empuje, como se indica en 1.5 (e).
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PROCEDIMIENTO.
7.1 (f).
Lo siguiente son dos procedimientos de prueba alternativos, como se especificó en 1.5
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-7.1.1
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Prueba de doblado.
Debe probarse el número de probetas soldadas requeridas, doblando el perno al ángulo especificado a partir de su eje original. El doblado puede hacerse golpeando el perno con un martillo o usando un tramo de tubo, como se indica en la figura 42.
Figura 42.- Prueba de doblado para pernos soldados, para determinar procedimientos de soldaduras aceptables. 7.1.2
Prueba de apretado.
Debe probarse el número requerido de probetas de pernos soldados, aplicando un apretado, usando equipo como el que se muestra en la figura 43. Un casquillo de acero o rondanas de tamaño apropiado se colocan sobre el perno. Una tuerca, del mismo material que el del perno, se aprieta contra la rondana de apoyo sobre el casquillo, usando una llave de apretado. El apretado de la tuerca aplica la carga de tensión a la soldadura. Se aplica el apretado hasta que se alcance el nivel especificado o falle la soldadura.
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Nota: Las dimensiones deben ser las apropiadas para el tamaño del perno. Las roscas del perno deben estar limpias y libres de lubricantes diferentes a los residuos del aceite de corte.
Figura 43.- Método de aplicar la carga de tensión a un perno soldado usando un apretado.
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INFORME.
8.1 Además de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente: a) Los resultados de prueba y observaciones. b) La información enlistada en 1.5. c) Dibujos que muestren las formas y dimensiones de los pernos y protecciones del arco.
APENDICE. A En tanto no se elaboren las Normas Mexicanas correspondientes deben consultarse las siguientes normas extranjeras: A1 ASTM-E-4
"Standard practices for load verification of testing machines".
A2 ASTM-E-604 "Standard test method for dynamic tear testing of metallic materials". A3 ASTM-E-399 "Test method for plane-strain fracture toughness of metallic materials". A4 ASTM-E-208 "Standard method for conducting drop-weight test to determine nilductility transition temperature of ferritic steels". A5 ASTM-E-384 "Standard test method for microhardness of materials".
BIBLIOGRAFIA. AWS-B4.0-92
‘cmr.
"Standard methods for mechanical testing of welds".