PROCESOS DE MANUFACTURA Defectos en la Soldadura Ing. William Canro P.
Defectos en la Soldadura Generalidades Una buena soldadura debe ofrecer entre otras cosas, seguridad y calidad. Para alcanzar estos objetivos se requiere que los cordones de soldadura sean efectuados con un m谩ximo de habilidad, buena regulaci贸n de la intensidad y buena selecci贸n de electrodos.
Defectos en la Soldadura Generalidades De acuerdo con la AWS, los defectos en la soldadura se pueden agrupar en tres grupos generales: ď Ź Discrepancias dimensionales y de apariencia. ď Ź Discontinuidades estructurales. ď Ź Propiedades defectivas.
Defectos en la Soldadura Generalidades
Discontinuidad: Falta de continuidad; falta de cohesión (de unión); interrupción en la estructura física normal del material o producto. Defecto: Discontinuidad cuyo tamaño, forma, orientación, ubicación o propiedades son inadmisibles para alguna norma específica.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia Para lograr una soldadura adecuada es necesario mantener las dimensiones especĂficas, bien sea en el tamaĂąo o forma de la soldadura o en las dimensiones finales del conjunto soldado; al no cumplirse lo anterior, se estĂĄ originando una discrepancia dimensional.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 1. Distorsión
La dilatación y la contracción de los metales al no estar controlada, puede traer como resultado la deformación de las piezas que se estén soldando; pare evitar lo anterior y no originar esta discrepancia dimensional, es necesario no depositar metal en exceso, depositar los cordones siguiendo un orden adecuado, etc.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 2. Preparación Incorrecta de la Junta
Para diferentes espesores del material se deben aplicar diferentes tipos de junta, las cuales dependiendo del tipo de material, condiciones de servicio, etc., deben tener unas dimensiones fijas. Una buena parte de los defectos de tipo “discontinuidades estructurales” son originados cuando los trabajos se realizan sin cumplirse los límites específicos.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 3. Desajuste
Esta discontinuidad se da cuando en las uniones soldadas a tope las superficies que deberían ser paralelas se presentan desalineadas; también puede darse cuando se sueldan dos tubos que se han presentado excéntricamente, o poseen ovalizaciones. Las normas limitan esta desalineación, normalmente en función del espesor de las partes a soldar. Es frecuente que en la raíz de la soldadura esta desalineación origine un borde sin fundir.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia ď Ź
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 4. Tama単o de la soldadura
Al efectuarse un ensamble soldado debidamente dise単ado, todas las uniones, bien sea en filete o con chafl叩n, deben estar especificadas en cuanto al tama単o de la soldadura. Dichas especificaciones se deben cumplir por cuanto en cierto modo son determinantes de la resistencia del conjunto soldado.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 4. TamaĂąo de la soldadura
Soldaduras con dimensiones por debajo de las especificadas son consideradas defectuosas y deben ser corregidas, dimensiones de soldadura por sobre el diseĂąo implicarĂĄn un derroche de material aportado y pueden aumentar las posibilidades de deformaciones e incorporar problemas adicionales (ademĂĄs de un incremento de costos). Las dimensiones de la soldadura deben ser verificadas por medio de galgas.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 5. Perfil de la soldadura
El perfil de la soldadura (forma) es relevante, dado que bruscas variaciones de la geometría pueden actuar como concentradores de tensiones, lo que facilita la aparición de fisuras. El perfil del cordón puede también ser considerado como inapropiados cuando (a) facilita que la escoria quede atrapada entre pasadas de cordones, (b) puede llevar a la acumulación de residuos y por lo tanto debilitar la resistencia a la corrosión de la estructura o (c) provocar que, en algunos lugares, las dimensiones de la soldadura sean incorrectas.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 5. Perfil de la soldadura
Este tipo de discontinuidad se asocia generalmente con problemas al ejecutar la operaci贸n de soldadura (manejo incorrecto del electrodo, par谩metros de soldadura desajustados, la inestabilidad del proceso, etc.) La figura siguiente muestra ejemplos de perfiles de soldaduras inadecuadas para un filete.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 5. Perfil de la soldadura
En cuanto al perfil de una junta plana podemos encontrar:
concavidad en la ra铆z
exceso de penetraci贸n
sobre espesor
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 6. Salpicaduras
Un depósito de soldadura debe quedar libre de salpicaduras, lo que sucede cuando gran cantidad de gotas pequeñas de metal fundido caen en la superficie del metal base adyacente al depósito. Las causas de lo anterior son: amperaje muy alto, electrodo inadecuado, polaridad incorrecta, soplo magnético, ángulo incorrecto de inclinación del electrodo y/o metal base húmedos.
Defectos en la Soldadura Discrepancias dimensionales y de apariencia 7. Apariencia
Un cordรณn o un depรณsito de soldadura debe efectuarse de tal manera que su cara quede perfectamente formada y que su apariencia sea รณptima. La causa principal para obtener un cordรณn de apariencia pobre es el hecho de una incorrecta manipulaciรณn del electrodo; otras causas son: electrodo incorrecto, sobrecalentamiento del metal base y/o del electrodo, longitud de arco incorrecta, amperaje incorrecto y conexiones defectuosas.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales Al soldar con los procesos por arco, y en especial con electrodo revestido, se obtienen ciertos tipos de defectos como son: porosidad, grietas, poca penetraci贸n, inclusiones de escoria, etc, defectos que se conocen como discontinuidades estructurales. El t茅rmino anterior no se refiere a un cambio en la estructura del metal, sino a una interrupci贸n o discontinuidad en la sanidad del dep贸sito.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 1. Porosidad
Se usa para describir los huecos globulares, libre de todo material sólido, que se encuentra con frecuencia en los cordones de soldadura. En realidad, los huecos son una forma de inclusión que resulta de las reacciones químicas que tienen lugar durante la aplicación de la soldadura. Difieren de las inclusiones de escoria en que contienen gases y no materia sólida.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 1. Porosidad
Los gases que forman los huecos se derivan de los gases liberados por el enfriamiento del metal de la soldadura, como consecuencia de la reducción de solubilidad al descender la temperatura y de las reacciones químicas que tienen lugar dentro de la propia soldadura. Parámetros de soldadura inadecuados como sobrecorriente y el arco demasiado largo, pueden también causar la formación de porosidad, particularmente en la soldadura SMAW (electrodo revestido).
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 1. Porosidad
En cuanto a su distribuci贸n en las soldaduras, la porosidad puede aparecer de manera: (a) uniformemente distribuida, (b) en grupos (asociado, en general, con retomas o la interrupci贸n del arco) y (c) alineada (lo que suele ocurrir en la pasad de ra铆z).
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 2. Inclusiones de escoria
Este término se utiliza para describir las partículas de óxido u otros sólidos no metálicos atrapados entre pasadas de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base. En general una escoria está formada por materiales poco solubles en el metal fundido y tienden a flotar en la superficie del baño de soldadura, debido a su baja densidad. Un mal manejo del electrodo durante la soldadura puede ocasionar que parte de la escoria no sea levantada y que quede atrapada dentro de la pileta líquida.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 2. Inclusiones de escoria Además, en la soldadura con múltiples pasadas, parte de la escoria depositada por pasada, y que no fue removida adecuadamente, puede ser excesiva y no podrá flotar en la pasada siguiente, quedando atrapada bajo el cordón de soldadura. Varios factores pueden dificultar la eliminación de la escoria, incluyendo el depósito de un cordón irregular o el uso de una preparación de junta muy estrecha o inadecuada. Este tipo de discontinuidad aparece, en general, con una forma alargada en las radiografías. Inclusiones de escoria pueden actuar como concentradores de tensiones y favorecer el inicio de fisuras.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 3. Fusión incompleta
Este término se refiere a la ausencia de unión en la soldadura entre las pasadas adyacentes o entre el cordón de soldadura y metal base. La falta de fusión es causada por un aporte deficiente de calor sobre la junta a soldar como consecuencia, por ejemplo, de una mala técnica de soldadura al manejar el electrodo, el uso de una soldadura de muy baja energía, la soldadura sobre biseles demasiado estrechos, o incluso la falta de limpieza de la junta a soldar.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 3. Fusi贸n incompleta
Esta discontinuidad es un concentrador de tensiones severo, que puede facilitar el inicio de fisuras, y reduce la secci贸n efectiva de la soldadura apta para resistir esfuerzos mec谩nicos.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 4. Mala penetración
Ocurre cuando el metal de soldadura no se extiende a través de todo el espesor de la junta. El área no fundida ni penetrada es una discontinuidad descrita como “penetración incompleta”. El término se refiere a la presencia de una zona sin fusión al intentar fundir completamente la raíz de la junta. La falta de penetración es causada por varios factores, destacándose el manejo incorrecto del electrodo, un diseño inadecuado de la junta (apertura de raíz muy pequeña o ángulo de bisel muy cerrado que no permite llegar al fondo de la junta).
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 4. Mala penetración Pueden influir, la elección de un electrodo demasiado grande para una junta dada (en muchos casos prácticos se hace difícil o imposible, dirigir el arco a la raíz de la junta), ó el uso de una baja energía de soldadura. La falta de penetración provoca una reducción en la sección útil de la soldadura, además de ser un concentrador de tensiones. Cabe señalar que a menudo se especifican juntas que tienen una penetración parcial. En tales casos, la falta de penetración, siempre y cuando se mantenga dentro de lo especificado, no se considera un defecto en la soldadura.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 5. Socavación
Se emplea este término para describir: a) La eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 5. Socavación b) La reducción de espesor en el metal base, en la línea en
la que se unió por fusión el último cordón de la superficie. El socavamiento en ambos casos se debe a la técnica empleada por el operador. Ciertos electrodos, una corriente demasiado alta, o un arco demasiado largo, pueden aumentar la tendencia al socavamiento.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 6. Grietas
Se entiende por grieta una ruptura lineal del metal depositado o del metal base originada por la presencia de esfuerzos multidireccionales localizados que en algún punto rebasan la resistencia máxima del metal, generalmente se pueden detectar visualmente y vienen acompañados por una ligera deformación. Este defecto es de los más perjudiciales y cualquier código de especificaciones lo prohíbe. Se distinguen dos formas generales de agrietamiento: en caliente y en frio.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales a) Agrietamiento en caliente
Ocurre a elevadas temperaturas y acto seguido de depositarse un cordón, es la que más comúnmente se presenta en la soldadura. b) Agrietamiento en frio Se presenta generalmente al soldar aceros aleados o de medio y alto carbono, las grieta se puede originar después de haber transcurrido un periodo de horas o días, generalmente comienza en la zona afectada por el calor.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales a) Fisuras
Son grietas de tamaĂąo muy reducido, imposibles de detectar visualmente (se requieren exĂĄmenes metalogrĂĄficos), se pueden originar en frio o en caliente y con el tiempo o con el servicio se pueden propagar.
Defectos en la Soldadura Discontinuidades estructurales 6. Grietas
El agrietamiento, cualquiera que sea su forma u origen, se puede presentar en diferentes lugares del dep贸sito.
Defectos en la Soldadura Propiedades Defectivas Cualquier ensamble soldado requiere que la soldadura tenga determinadas propiedades mecánicas y/o químicas. Estos requerimientos dependen de los códigos o especificaciones las cuales al no cumplirse, necesariamente originan una soldadura defectuosa, aunque el depósito esté totalmente sano. Dentro de las propiedades mecánicas que pueden no ser satisfactorias tenemos: resistencia máxima, límite de fluencia, ductilidad, dureza y resistencia al impacto. Dentro de las químicas tenemos: composición del metal de aporte o resistencia a la corrosión del metal depositado.
Defectos en la Soldadura Propiedades Defectivas Para controlar y prevenir lo anterior hay necesidad de efectuar uniones experimentales, siguiendo los mismos procedimientos indicados para la soldadura real y comprobar su resistencia y comportamiento para que de esta manera poder determinar la factibilidad o no de lograr con los elementos disponibles (electrodos, maquinas soldadoras, operario, etc.), que una uni贸n o una soldadura cumpla con las especificaciones pre-establecidas.
Defectos en la Soldadura Propiedades Defectivas Es necesario recalcar que no todos los defectos en la soldadura se deben al procedimiento de soldar en sí, sino que pueden ser originados por ciertas características del metal base, las cuales deben ser controladas y sus especificaciones deben cumplir con las pre-establecidas, o de lo contrario se estará incurriendo en un defecto en la soldadura sin que se haya depositado cordón alguno.
Defectos en la Soldadura Soplo Magnético El arco eléctrico algunas veces se desvía de su camino natural y tiende a dirigirse hacia adelante, hacia atrás o hacia los costados del charco de metal fundido. Esto se conoce como soplo magnético y se presenta generalmente con corriente continua.
Defectos en la Soldadura Soplo Magnético El soplo magnético es producido por la concentración de las fuerzas magnéticas en un costado del arco, y causa un desgaste irregular del electrodo. La anterior circunstancia es importante tenerla en cuenta por cuanto puede ser responsable de obtener depósitos defectuosos de soldadura. El soplo magnético del arco puede ser evitado o reducido usando técnicas de soldadura por puntos, soldadura por retroceso, utilizando corriente alterna, etc.
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
Defectos en la Soldadura
FIN GRACIAS!!