Presentación Defectos de Soldadura

 

FACTORES QUE INCIDEN EN LA SOLDABILIDAD EN EL PROCESO SMAW SMAW

Ing. Cesar Augusto Varela Acosta

SOLDADURA DE TUBERIAS DE ACERO AL CARBONO CON PROCESO SMAW

 

FACTORE ACTORESS QUE INCIDEN EN LA SOLDABILIDAD  Hay cuatro factores importantes a tener en cuenta. Los dos primeros están relacionados con la posición y la protección del operario, y los cuatro restantes con el proceso de soldadura en sí:  

Longitud del arco eléctrico. 



Angulo del electrodo respecto a la pieza. 



Velocidad de avance. 



 

Corriente Corrient e eléctrica aplicada (amperaje).

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Longitud del Arco Eléctrico  Es la distancia entre la punta del electrodo y la pieza de metal a soldar. Se deberá mantener una distancia correcta y lo más constante posible.  

Arco Adecuado

Con una correcta longitud de arco, velocidad de avance, regulación de la corriente e inclinación del electrodo, el cordón tiene un aspecto regular, la malla es muy fina, la soldadura carece de porosidad e inclusiones de escoria

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Arco Demasiado Corto

Causa poca penetración, fáciles encoladuras, burbujas y abundantes salpicaduras. Además la soldadura será fácilmente sujeta a defectos. 

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Arco Demasiado Largo

Esta irregularidad provoca montones irregulares del metal soldado con fáciles inclusiones de escoria. Poca penetración

 

Angulo del electrodo respecto a la pieza  El electrodo se deberá mantener en un ángulo determinado respecto al plano de la soldadura. Este ángulo quedará definido según el tipo de costura a realizar, por las características del electrodo y por el tipo de material a soldar 

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Velocidad de Avance  Para obtener una costura pareja, se deberá procurar una velocidad de avance constante y correcto. Si la velocidad es excesiva, la costura quedará muy débil, y si es muy lenta, se cargará demasiado material de aporte. 

Velocidad Demasiado Lenta

Provoca un depósito ancho, espeso y de longitud inferior al normal. Es causa de pérdida de electrodos y de tiempo. t iempo. 

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Velocidad Demasiado Alta

Provoca una insuficiente penetración del material base, un cordón estrecho y alto y además la escoria se quita con dificultad. 

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4.1.4 Corriente Eléctrica 

Este factor es un indicador directo de la temperatura tempera tura que se producirá en el arco eléctrico. A mayor corriente, mayor temperatura. Si no es aplicada la corriente apropiada, se trabajará fuera de temperatura. Si no se alcanza la temperatura ideal (por debajo), el aspecto de la costura puede ser bueno pero con falta de penetración. En cambio, si se trabaja con una corriente demasiado elevada, provocará una temperatura superior a la óptima de trabajo, produciendo una costura deficiente con porosidad, grietas y salpicaduras de metal fundido. 

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Corriente Demasiado Baja

Corriente Demasiado Alta

Se tiene poca penetración, fáciles encoladuras, un cordón muy irregular (alto y estrecho), se encuentran notables dificultades en el quitar la escoria. 

Se obtiene un cordón muy ancho con excesiva penetración del material base, notables salpicaduras del metal fundido y un cráter profundo. Puede también provocar pequeñas roturas en el material. 

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A

B

C

D

E

F

A. Costura correcta con amperaje y velocidad adecuados. B. Costura aceptable con amperaje muy bajo.  E F G  C. Costura deficiente por amperaje muy elevado. D. Costura aceptable con amperaje muy bajo, ocasionando demasiado aporte metál ico. E. Costura deficiente con corriente inadecuada. F. Costura correcta con muy poca velocidad de avance. Observar que la costura está muy ancha y muy alta. G. Costura deficiente con corriente adecuada pero con velocidad de avance muy elevada.

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G

 

DEFECTOS DE SOLDADURA

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DEFECTOS DE SOLDADURA

En una unión soldada pueden producirse defectos defect os variados; éstos pueden originarse en el tipo de electrodos utilizados, o por las deformaciones producidas por el intenso calor aportado y las anomalías o discontinuidades del cordón, que pueden malograr el aspecto y configuración tanto interna como externa de la soldadura. soldadura.

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SALPICADURAS O “CHISPORRETEO” 

Causas  •

Corriente muy elevada.

•

Arco muy largo.

•

Soplo magnético excesivo.

Recomendaciones   •

Asegure buena conexión conexión de la masa a tierra

•

Ajuste amperaje de acuerdo a la necesidad

•

Ajuste el arco a la longitud l ongitud adecuada

•

Emplee la polaridad adecuada

•

Seque el metal base

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SOPLO MAGNETICO O ARCO DESVIADO

Causas •

El campo magnético generado por la CC produce la desviación del arco

Recomendaciones •

•

•

•

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Usar CA Contrarrestar la desviación del arco con la posición del electrodo, manteniéndolo a un ángulo apropiado. Usar un banco de trabajo no magnético. Usar barras de bronce o cobre para separar la pieza del banco.

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MAL ASPECTO DEL CORDON

Causas •

Conexiones defectuosas.

•

Recalentamiento.

•

Electrodo inadecuado.

•

Longitud de arco y amperaje inadecuado.

Recomendaciones •

Usar la longitud de arco, el ángulo (posición) del electrodo y la velocidad de avance adecuados.

•

Evitar el recalentamiento.

•

Usar un vaivén uniforme.

•

Evitar usar corriente demasiado elevada

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INCLUSION DE ESCORIA

Causas •

Arco demasiado corto.

•

Corriente demasiado baja.

•

Deficiente limpieza de cada cordón.

Recomendaciones •

•

•

•

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Emplee arco mediano Obtenga un charco amplio de metal fundido del electrodo. Emplee corriente y velocidad recomendadas. Remover todo resto de escoria del cordón antes de aplicar el siguiente.

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SOLDADURA POROSA

Causas •

Arco corto, excepto con electrodos

•

Tiempo insuficiente de fusión.

•

Demasiado amperaje.

•

Material base sucio.

•

Revestimiento Revestim iento húmedo.

•

Avance rápido.

Recomendaciones •

•

Mantener el arco más largo inoxidables o de bajo hidrógeno. Dé suficiente tiempo a la fusión, para que los gases se escapen.

•

Amperaje adecuado

•

Limpiar bien la superficie

•

Secar el electrodo.

•

Velocidad adecuada al avance.

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PENETRACION Y FUSION IMCOMPLETA

Causas •

Velocidad excesiva.

•

Electrodo de diámetro inadecuado.

•

Corriente muy baja.

•

Preparación deficiente.

Recomendaciones •

•

•

•

•

Usar la corriente adecuada. Soldar con lentitud necesaria para lograr buena penetración de raíz. Velocidad adecuada. Calcular correctamente la penetración del electrodo. Elegir un electrodo de acuerdo con el tamaño de bisel. Dejar suficiente separación en el fondo del bisel.

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DEFORMACIONES Y DISTORCIONES DE LA PIEZA

Causas •

Contracción del metal de soldadura

•

Sujeción inadecuada de las piezas.

•

Preparación defectuosa.

•

Recalentamiento Recalentam iento de la junta.

Recomendaciones •

Sujete piezas debidamente.

•

Suelde rápidamente

•

•

•

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Procure que no quede espacio excesivo entre las piezas Haga uso del método adecuado. Use electrodos de alta velocidad y penetración moderada

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SOCAVADO

Causas •

•

•

Manejo defectuoso del electrodo. Selección inadecuada del tipo de electrodo. Corriente muy elevada.

Recomendaciones •

•

•

•

•

Ing. Cesar Augusto Varela Acosta

Usar vaivén uniforme en las soldaduras de tope. Usar electrodo adecuado. Evitar un vaivén exager exagerado. ado. Usar corriente moderada y soldar lentamente. Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano vertical al soldar filetes horizontales

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GRIETAS

Causas •

•

Electrodo inadecuado y el método adecuado. Tamaño desproporcionado de la soldadura respecto al espesor de la pieza.

•

Soldaduras defectuosas.

•

Preparación defectuosa.

•

Unión rígida.

Recomendaciones •

•

•

•

•

•

•

•

Para eliminar juntas rígidas, adoptar un diseño de estructura Adapte el diámetro del electrodo al espesor de la pieza Evite soldaduras de cordones en serie. Mantenga los bordes de la junta sin sujeción, el máximo tiempo posible. Caliente las piezas previamente. Procure que las juntas tengan una separación libre entre planchas, uniforme y adecuada. Trabaje Trabaje con el amperaje más bajo posible. Utilice electrodos de bajo hidrógeno.

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  TABLA No.12-A DEFECTOS COMUNES EN SOLDADURA, CAUSAS Y RECOMENDACIONES

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  TABLA No.12-B DEFECTOS COMUNES EN SOLDADURA, CAUSAS Y RECOMENDACIONES

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  TABLA No.12-C DEFECTOS COMUNES EN SOLDADURA, CAUSAS Y RECOMENDACIONES

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TABLA No.12-D DEFECTOS COMUNES EN SOLDADURA, CAUSAS Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES

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PROCESOS DE INSPECCIÓN DE SOLDADURA

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PROCESOS DE INSPECCIÓN DE SOLDADURA Los procesos de soldeo están presentes en nuestro entorno en cualquier tipo de construcción, ya sea de máquinas, de barcos, de trenes, aviones, de puentes, de carros, o en cualquier tipo de unión formado por diferentes piezas, subconjuntos, conjuntos, etc. Las piezas y elementos soldados requieren de la verificación de cómo se elaboró el proceso de fabricación y también sirven para mantenimiento preventivo a nivel industrial, pues la presencia de grietas, nudos, escoria e imperfecciones puede causar la rotura de las piezas. Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de «Non Destructive Testing») a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades mecánicas, físicas, dimensionales o químicas.

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Procesos de Inspección de Soldadura

ENSAYO VISUAL (VT)

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ENSAYO VISUAL (VT) La inspección visual es una secuencia de operaciones que se realizan a lo largo de todo el proceso productivo y que tiene como fin asegurar la calidad de las uniones soldadas. Se inicia con la recepción de los materiales en el almacén, continúa durante todo el proceso de soldadura y finaliza inspección. Se caracteriza por:

•

•

•

•

Identificar materiales especificación.

que

incumplen

su

Debe realizarse siempre, incluso cuando está prevista la ejecución de otro tipo de ensayos. Reduce la necesidad de ensayos no destructivos posteriores.

Facilitar la corrección de defectos que se producen durante el proceso de fabricación, evitando de este modo su posterior rechazo.

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ENSAYO VISUAL (VT) Las soldaduras deberán reunir los siguientes requisitos visuales después de la ejecución del cordón de soldadura: •

•

•

•

La soldadura deberá estar libre de grietas. Todas las grietas deben rellenarse a través de toda la sección de la soldadura. La cara de la soldadura deberá estar al ras con la superficie del metal base, y el cordón deberá fusionarse suavemente con el metal base. El socavamiento no deberá exceder 1mm. El reforzamiento de la soldadura no deberá exceder de 3mm. La raíz de la soldadura será inspeccionada y no deberá haber evidencia de grietas, fusión incompleta, o penetración inadecuada en la unión. Una raíz de superficie cóncava es permitida dentro de los límites normalizados, de manera que el espesor total de la soldadura sea igual o mayor al del metal base.

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ENSAYO VISUAL (VT)

Ventajas •

•

Simple de usar en áreas donde otros métodos son impracticables. Ayudas ópticas mejoran el método.

Desventajas •

Fiabilidad

dependiente

de

la

habilidad

y

la

experiencia del operario. •

Requiere accesibilidad para visibilidad directa de la zona

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Video Ensayo Visual  Visual 

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Procesos de Inspección de Soldadura

ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

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

•

•

Los líquidos penetrant penetrantes es fluorescentes contienen un colorante que fluorece bajo la luz negra o ultravioleta. Los líquidos penetrantes no fluorescentes contienen un colorante de alto contraste bajo luz blanca.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES Ambos líquidos se aplican igual y constan de las siguientes fases: •

Limpieza inicial de la pieza.

•

Aplicación del líquido penetrante.

•

Medida del tiempo de penetración.

•

Eliminación del líquido sobrante.

•

Aplicación del líquido revelador revelador..

•

Examen de la pieza.

•

Limpieza final de la pieza.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Limpieza Inicial de la Pieza Las piezas a examinar han de estar limpias de sustancias extrañas como grasas, óxidos, aceites, escorias, pinturas, etc., para dicha limpieza se utilizan diferentes detergentes, disolventes, decapantes, etc. Una vez terminado el proceso de limpieza hay que dejar la pieza a examinar totalmente seca.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Aplicación del Líquido Penetrante

El líquido penetrante se puede aplicar de tres maneras distintas, como pueden ser por inmersión en un baño, pulverizando el líquido sobre la pieza (spray) y extendiéndolo sobre la pieza con una brocha, usándose normalmente un pigmento rojo. El penetrante ideal para fines de inspección deberá reunir las siguientes características: •

Resistencia a la evaporación.

•

De fácil aplicación en la superficie.

•

Habilidad para penetrar pequeñas y estrechas.

orificios

y

aberturas

muy

•

Habilidad para permanecer en aberturas amplias.

•

Habilidad de mantener color o la fluorescencia.

•

De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad. discontinuidad .

•

Habilidad de extenderse en capas muy finas.

•

De fácil absorción de la discontinuidad.

•

Atoxico, incoloro, no corrosivo, anti-inflamable, estable bajo condiciones de almacenamiento y de costo razonable.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Medida del Tiempo de Penetración Hay que dejar el tiempo suficiente para que el líquido

penetrante y se introduzca en las imperfecciones de la pieza a analizar, por lo que será muy importante controlar el tiempo, que viene especificado en los botes del producto.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Eliminación del Líquido Sobrante La limpieza de la pieza para eliminar el líquido sobrante

se puede realizar derociado varias formas; por en inmersión, pulverización o por de la pieza un baño por de líquido limpiador limpiador..

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Aplicación del Líquido Revelador El líquido revelador que es normalmente blanco, es

aplicado por inmersión, rociado pulverizado, con mucho cuidado ya que son liquidoomuy volátiles. Una vez aplicado las zonas de la pieza que contengan restos de líquido penetrante, resaltaran a simple vista, siendo muy fácil su observación.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Examen de la Pieza

Las imperfecciones aparecen marcadas de forma clara y

exacta lo largo de la pieza a examinar, la lámparas observación se haráapara los líquidos fluorescentes bajo de mercurio o tubos de luz violeta y para los líquidos normales se hará bajo la luz natural apareciendo puntos rojos en las zonas con imperfecciones.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Limpieza Final de la Pieza

Hay que eliminar todo tipo de resto de líquidos, ya sean penetrantes o reveladores, limpiándolos con disolventes, detergentes, etc.

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ENSAYOS CON LIQUIDOS PENETRANTES

Ventajas •

Simple de usar usar,, preciso y fácil de iinterpretar nterpretar

Desventajas •

Costos

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Penetrantes   Video Ensayo Líquidos Penetrantes

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Procesos de Inspección de Soldadura

ENSAYOS CON ULTRASONID UL TRASONIDO O (UT)

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ENSAYOS CON ULTRASONIDO UL TRASONIDO (UT) El equipo utilizado para la aplicación de estas técnicas es capaz de generar, emitir y captar haces de ondas muy bien definidas sujetas a las leyes de reflexión al encontrar en su trayectoria un cambio en las propiedades físicas del medio en el cual se propagan.

Al ser captadas, son analizadas según el objetivo del equipamiento y con la determinación del tiempo transcurrido desde su emisión hasta su recepción, puede conocerse la distancia recorrida, al ser la velocidad previamente establecida.

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

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ENSAYOS CON ULTRASONIDO UL TRASONIDO (UT)

Ventajas •

Alta precisión, transportable y alta sensibilidad

•

Rápido y fácil de operar

•

Resultados Inmediatos

Desventajas •

•

•

•

Se requieren patrones para ajustar el instrumento Se requiere operadores entrenados Requiere corriente externa

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

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Video Ensayo Ultrasonido  Ultrasonido 

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Procesos de Inspección de Soldadura

INSPECCIÓN CON PARTICULAS MAGNÉTICAS (MT)

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INSPECCIÓN CON PARTICULAS MAGNÉTICAS (MT)

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

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INSPECCIÓN CON PARTICULAS MAGNÉTICAS (MT)

La formación del imán en la pieza a ensayar implica la creación en su interior de unas líneas de fuerza que van desde el polo del imán inductor al otro, pasando por una zona inerte denominada línea neutra. Estas líneas de fuerza forman un flujo magnético uniforme, si el material es uniforme, pero cuando existe alguna alteración en el interior del material, las líneas de fuerza se deforman o se producen polos secundarios. Estas distorsiones o polos atraen a las partículas magnéticas que se aplican en forma de polvo o suspensión en la superficie a inspeccionar y que por acumulación producen las indicaciones que se observan visualmente de manera directa o bajo luz ultravioleta.

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INSPECCIÓN CON PARTICULAS MAGNÉTICAS (MT)

Ventajas •

Método simple, fácil, portátil y Rápido

Desventajas •

•

El flujo magnético debe ser normal al plano del defecto

Las piezas deben ser desmagnetizadas después

limpiadas

antes

y

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Magnéticas  Video Ensayo Partículas Magnéticas