clase 13 defectos

DEFECTOS EN SOLDADURA

Discontinuidades y defectos en soldadura.

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Discontinuidad es una interrupción de la estructura tipica de

una soldadura, como la falta de homogeneidad en las

características mecánicas, metalúrgicas y/o físicas del material

o de la unión soldada (historia previa del material).

Defecto es una discontinuidad o discontinuidades que por

su naturaleza o efecto acumulado, no logran los criterios de

aceptación minimos pedidos por la norma o especificacion.

Falla es cuando la pieza se fractura es la separación del sólido

bajo tensión en dos o mas partes.

Ductil (fcc)

Fragil (transgranular; hcp, bcc a bajas Tº)

Discontinuidad Defecto Falla

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DEFECTOSDEFECTOS EN SOLDADURA

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Indicación:

evidencia de una discontinuidad resultante que se relaciona con

alguna propiedad del material mediante la aplicación de un END.

Interpretación de la indicación

consiste en hallar la correlación entre la indicación observada

con la naturaleza, morfología, situación, orientación, posición y

tamaño de la discontinuidad (heterogeneidad).

Evaluación de Indicaciones:

consiste en hallar la correlación entre la discontinuidad

detectada con con su efecto posterior en las propiedades

requeridas de la unión, luego de que la indicación ha sido

interpretada. De la evaluación surgirá sí la indicación es

irrelevante es un defecto. Con esta evaluación se decide, si la

union soldada debe ser rechazada, reparada o aceptada para

su uso.

DEFECTOS

• Métodos no destructivos de Ensayo:

• RT - Radiografía (Radiographic testing)

• UT - Ultrasonido (Ultrasonic testing)

• MT - Partículas magnéticas (Magnetic testing)

• PT - Líquidos penetrantes (Penetrant liquids testing)

• VT - Evaluación visual (Visual testing)

• LT - Ensayo de estanqueidad (Leak testing)

• ET - Corrientes parásitas (Eddy’s current testing)

• AE - Emisión acústica (Acustic emission)

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DEFECTOS

• Indicaciones alargadas (linear indications) son

aquellas indicaciones cuya longitud L es mayor a 3

veces su ancho A: (L > 3A).

• Indicaciones redondeadas (rounded indications)

Son aquellas indicaciones cuya longitud L es

menor o igual a 3 veces su ancho A: ( L 3A ).

• Indicaciones alineadas (radiografía) Tres o más

indicaciones alineadas aproximadamente paralelas

al eje de la soldadura, suficientemente cerca entre

ellas como para ser considerada discontinuidad

única e intermitente.

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NORMAS

• Norma: calidad mínima requerida para un

producto o servicio.

• La razón para aplicar normas y códigos esasegurar que una unión soldada tendrá undesempeño adecuado para la función que fuediseñada, con condiciones de seguridad, yconsistencia.

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• Son compendios de exigencias originadas en experiencias catastróficas.

• Reúnen el conocimiento los intereses y las necesidades, buscando el bien común de la sociedad.

• Deben aplicarse con consistencia y tomando una sola a la ves, pudiendo complementarlas con exigencias adicionales.

NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA

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Las normas en las construcciones soldadas se utilizan porque:

• AWS – American Welding Society

• ASME – American Society of Mechanical

Engineers

• ASME B31, “Code for Pressure Piping”

• ANSI/AWS D1.1 “Structural Welding Code-

Steel”

• BPVC – “The ASME Boiler and Pressure

Vessel CodeASNT – American Society of

Nondestructive Testing

• API – American Petroleum Institute

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Algunas normas hutilizadas en las construcciones soldadas:

• ANSI – “American National StandardsInstitute

• ASTM – Inicialmente era conocida como“American Society for Testing and Materials

• EN – Normas Europeas (EuropeanNormalisation)

• BSA (normas BS) – British StandardAssociation

• DIN – Instituto Alemán de Normalización(Deutsches Institute fuer Normung)

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• AFNOR (normas NF) – Asociación Francesade Normalización (Association Francaise deNormalisation)

• JSA (normas JIS) – Japanese StandardsAssociation

• UNIT – Instituto Uruguayo de NormasTécnicas

• ISO – International Organization forStandardization

• INN Instituto Nacional de NormalizaciónChile

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Uso de normas relacionadas con soldadura:

Cuatro tipos de normas pueden ser utilizadas en la fabricación,montaje, y reparación de uniones soldadas:

• 1.Normas para el diseño, construcción y reparación del equipo(recipiente, tanque, cañería, intercambiador, caldera, horno,reactor, etc).

• 2.Normas para especificación y calificación de procedimientosde soldadura.

• 3.Normas para calificación de soldadores.

• 4.Normas de control de calidad mediante ensayos nodestructivos y sus criterios de aceptación

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• Las normas nacionales o internacionales pueden ser complementadas con los requisitos propios de cada empresa.

• Las normas están en continua revisión, y sufren modificaciones (en muchos casos en forma anual) motivadas por:

a) errores en la misma, o

b) demasiadas exigencias, o

c) no incluyen nuevos desarrollos tecnológicos.

DEBE UTILIZARSE LA ÚLTIMA

EDICIÓN DE LAS NORMAS.

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Normalización de los ENDs (Ensayos NoDestructivos):

• Todas las normas mencionadas, cuandotratan de las discontinuidades que sonaceptadas o rechazadas, hacen referencia aENDs. Por ejemplo cuando se manejan lasnormas de diseño ASME, todas ellas hacenreferencia a la Sección V del BPVC de ASME.Esta Sección indica en qué condiciones debenser realizados los ensayos no destructivosutilizados en la evaluación de lasdiscontinuidades de las soldaduras.

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• Cada norma utilizada, tanto en el diseño,construcción, calificación de losprocedimientos y calificación de los soldadores,señalan los límites para la aceptación o rechazode las discontinuidades detectadas con losENDs.

• Normalmente no coinciden estos límites para eldiseño / construcción, la calificación deprocedimientos, y de soldadores, pues porsentido común hay que exigir más cuando secalifican a los soldadores que cuando luego seevalúan las discontinuidades en el trabajo.

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Veamos qué especifican las normas en cuanto alos ENDs:

• AWS D1.1: Los END se hacen utilizando loslineamientos de la ANSI/AWS B1.0 “Guide forNondestructive Inspection of Welds”, y lametodología debe conformar a diversas normasASTM. El personal que hace los ENDs debe estarcalificado de acuerdo con la ASNT RP SNT-TC-1A.

• API 1104: La radiografía se hace con losprocedimientos de la misma norma, los ICI surgen deASTM E 142 ó E 747; los procedimientos de las otrastécnicas de ENDs deben cumplir con otras normasASTM. Los que interpretan las placas deben serNiveles II ó III exclusivamente (no dice de qué norma,pero se supone que es ASNT).

NORMAS DEFECTOS EN SOLDADURA

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• ASME (BPVC y B31): Los ENDs se realizan

con procedimientos dados por la Sección V del

BPVC. El personal que hace los ENDs debe

estar certificado de acuerdo con ASNT.

• API 620/650: Ídem al ASME.

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Mínimas condiciones para realizar un adecuadocontrol de obra según normas:

Para hacer un correcto seguimiento de la obra lo básicoque se debe saber, además de las normas aplicables,es lo siguiente:

• 1) Deben estar indicados en planos constructivoslos tipos de soldadura, con la simbologíacorrespondiente: soldaduras a tope (en cañerías yrecipientes serán de penetración total), dimensionesde los catetos en las soldaduras filete (continuas ointermitentes, y en este último caso el largo yseparación de los cordones).

• 2) Debe solicitarse o reunirse la siguientedocumentación: procedimientos de soldadurascalificados a utilizar, soldadores calificados, tipos decontroles (inspección visual y demás ENDs).

Víctor Osorio L.

• Debe exigirse a la empresa ejecutora del trabajo que se haga responsable de la calidad del mismo, mediante el cumplimiento de lo indicado por la(s) norma(s) exigida(s). Absolutamente todas la normas establecen que el fabricante es el responsable del fiel cumplimiento de las especificaciones, y debe contar con personal competente y maquinaria apta para tal fin.

• Pero es fundamental que al fabricante se le indique claramente y sin ambigüedades qué normas deben aplicarse, pues buena parte del éxito de una obra radicará en las adecuadas especificaciones técnicas.

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DEFECTOS

• UNIÓN SOLDADA

• ZAC: Zona Afectada por el Calor

• MB: Metal Base

• MF: Metal Fundido

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MB1 MB2

MFZAC1 ZAC2

SOLDADURAS A TOPE

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DEFECTOS

SOLDADURAS DE FILETE

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

DIMENSIONES DE LAS

SOLDADURAS DE

FILETE

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

DEFECTOS DEFECTOS EN SOLDADURA

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Separación de raiz de la

soldadura a tope y de filete.

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Clasificación de los defectos de soldadura de

acuerdo a su ubicación:

A. Discontinuidades e

imperfecciones

superficiales

B. Discontinuidades e impurezas internas

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

A. Discontinuidades e imperfecciones superficiales:

a.1. Excesos de penetración

a.1.1 uniforme

a.1.2 descolgadura

a.2. Falta de penetración (soldadura en V o en U)

a.2.1 parcial

a.2.2 total

a.2.3 raíz cóncava

a.2.4 raíz con rechupe

a.3. Falta de relleno

a.4. Mordedura

a.5. Salpicadura

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

a.6. Picadura

a.7. Falta de continuidad

a.8. Erosiones y huellas

a.9.1 exceso de rebajado

a.9.2-3huellas de mecanizado, amolado

a.9.4 martillazos

a.9. Chispazos

a.10. Restos de electrodos

DEFECTOS

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B. Discontinuidades e impurezas internas

b.1. Grieta b.1.1 longitudinales

b.1.2 transversales

b.1.3 de borde

b.1.4 de cráter o estrella

b.2. Falta de penetración (soldadura en K en X o doble U)

b.2.1 en la abertura de la raíz

b.2.2 entre pasadas

b.3. Falta de fusión

b.3.1 en la abertura de la raíz

b.3.2 lateral

b.3.3 entre capas del cordón

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

b.4. Inclusiones b.4.1 escoria

b.4.2 óxidos

b.4.3 otros metales

b.5. Cavidades y poros

b.5.1 poros de morfología esferoidal

b.5.2 poros de morfología alargados ó

vermiculare

b.5.3 poros capilares

b.5.4porosidad uniforme

localizada

lineal

b.5.5 rechupes

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

Clasificación de los defectos de soldadura de

acuerdo a su origen:

I. Defectos relacionados con los procedimientos y los

procesos

a. geométricos

b. otros

II. Defectos metalúrgicos

III. Defectos de diseño

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos

a. Geométricos Desalineamiento

mordeduras

concavidad o convexidad

excesivo o deficiente refuerzo

ángulo de refuerzo deficiente

overlap

descolgadura (exceso de penetración)

penetración incompleta

falta de fusión

contracciones

irregularidades superficiales

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos

b. Geométricas golpes de arco (arc strike)

inclusiones de escoria

inclusión de tungsteno

óxidos

weld dressing

chisporroteo (spatter) (salpicadura a5)

crater

DEFECTOS

II. Defectos metalúrgicos

Grietas o fisuras

grietas en caliente

grietas en frío

grietas de recalentamiento (reheat)

grietas por alivio de tensiones

strain-age

III. Defectos de diseño

cambios en sección

concentrador de tensiones

diseño de la unión

a) Porosidad

uniformemente

dispersa

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: puntos redondeados de

densidad mas oscura, tamaño diversos y

distribución irregular

b) Porosidad agrupada

(Cluster porosity)

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Imagen radiográfica: puntos redondeados

o ligeramente alargados de una densidad

mas oscura, agrupados pero

irregularmente espaciados.

c) Porosidad alineada

(Linear porosity)

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: puntos redondeados y

alargados de una densidad mas oscura, que

pueden estar conectados y que forman una

línea recta en el centro del ancho de la

imagen.

d) Porosidad vermicular o tipo gusanos (Piping

porosity)

• Es un poro de gas alargado.

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DEFECTOS

2) Inclusiones (Inclusions)

a) Inclusiones de escoria (Slag

inclusions)

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: un punto de forma

irregular y de una densidad mas oscura,

generalmente alargado ligeramente y

aleatoriamente espaciado

• Inclusiones de escoria

tipo carrileras:

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: lineas alargadas paralelas

o sencillas de una densidad mas oscura, de

ancho irregular y con curvas en dirección

longitudinal.

b) Inclusiones

de Tungsteno

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: puntos de forma

irregular y de una densidad mas baja,

distribuidas aleatoriamente en la imagen de

la soldadura.

• 3) Fusión incompleta (Incomplete fusion) o

falta de fusión.

• Discontinuidad bidimensional causada por la

falta de unión entre los cordones de soldadura

y el metal base, o entre los cordones de la

soldadura.

• Es el resultado de técnica de soldadura,

preparación del metal base, o diseño de la junta

inapropiados.

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DEFECTOS

• Soldaduras con fusión

completa

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DEFECTOS

• Soldadura con fusión

incompleta

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DEFECTOS

4) Penetración incompleta o falta de penetración(Incomplete joint penetration)

• Se produce cuando el metal fundido no logra formar coalescenciaen todo el espesor de la junta.

• Esta puede resultar de un insuficiente aporte de energía calórica,diseño de la junta inapropiado (por ejemplo demasiado espesorpara ser penetrado por el arco, o visel insuficiente), o controllateral del arco inapropiado.

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DEFECTOS

• Penetración completa

e incompleta

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DEFECTOS

• Penetración

incompleta

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DEFECTOS

• Penetración incompleta

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Imagen radiográfica: una banda de densidad

mas oscura, con bordes paralelos muy rectos en

el centro, del ancho de la imagen.

5) Fisuras (Cracks)

Ocurren en el metal base y en el metal de aporte,

cuando las tensiones localizadas exceden la resistencia

última del material. La mayor parte de las normas

utilizadas consideran que las fisuras son,

independientemente de su longitud, defectos y por lo

tanto una vez detectadas deben eliminarse.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Las grietas pueden clasificarse

• a) Grietas en caliente: se

desarrollan durante la

solidificación y su

propagación es

intergranular.

• b) Grietas en frío: se

desarrollan luego de la

solidificación, son asociadas

comúnmente con

fragilización por hidrógeno.

Son intergranular y

transgranular.

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DEFECTOS

• Grieta longitudinal en la raíz

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: líneas retorcidas y

onduladas de una densidad mas oscura en

cualquier lugar a través del largo de la

imagen.

• Grietas transversales

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: linea retorcida y

ondulada de una densidad mas oscura a

través de todo el ancho de la imagen.

6) Socavadura / mordedura (“Undercut”)

La socavadura es una muesca o canaleta o hendidura

ubicada en los bordes de la soldadura; es un

concentrador de tensiones y además disminuye el

espesor de las planchas o caños, todo lo cual es

perjudicial. Pueden darse en la raíz o en la cara de la

soldadura. Asociadas generalmente con técnicas

inapropiadas y/o corrientes excesivas de soldadura

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DEFECTOS

– Socavaduras de cara y de raíz.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

• Socavadura de cara

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: una densidad irregular

más oscura a lo largo del borde de la imagen.

Dicha densidad siempre será más oscura que

la de la pieza a ser soldada.

• Socavadura de raíz.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Imagen radiográfica: una densidad irregular

mas oscura cerca del centro en el ancho de la

imagen de la soldadura y a lo largo del

borde de la imagen del cordón de raíz.

7) Concavidad

(Underfill)

• Se produce cuando

el metal de

soldadura en la

superficie de la cara

externa, o en la

superficie de la raíz

interna, posee un

nivel que está por

debajo de la

superficie adyacente

del metal base.

8) Garganta insuficiente (Insuficient throat)

• Puede ser debido a una depresiónen la cara de la soldadura defilete, disminuyendo la garganta,cuya dimensión debe cumplir laespecificación dada por elproyectista para el tamaño delfilete.

9) Catetos demasiado cortos(Insuficient legs)

• Es un tamaño menor que eladecuado para su uso, en loscatetos de la soldadura de filete.Es de índole similar a ladiscontinuidad anterior.

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DEFECTOS

10) Solape (Overlap) (Metal desoldadura apoyado sobre elmetal base sin fundirlo)

• Es la porción que sobresale delmetal de soldadura más alládel límite de la soldadura o desu raíz. Se produce un falsoborde de la soldadura, estandoel metal de soldadura apoyadosobre el metal base sin haberlofundido (como que se derramóel metal fundido sobre el metalbase). Puede resultar por undeficiente control del procesode soldadura, errónea selecciónde los materiales, opreparación del metal baseinapropiados.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

11) Sobremonta excesiva (Weld reinforcement)

• La sobremonta es un concentrador de tensiones y,

además, un exceso de ésta aumenta las tensiones

residuales, presentes en cualquier soldadura,

debido al aporte sobrante. Por estos motivos las

normas limitan el valor de R, que en general no

debe exceder de 1/8” (3mm).

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

12) “Laminaciones” (Laminations)

• Son discontinuidadesplanas y alargadas en elmetal base,encontrándosenormalmente en laparte media del espesorde los materialesforjados (como lo sonlas planchas de aceroutilizadas paraconstrucción derecipientes o tanques,que se producen porlaminado (rolado), elcual es un proceso deforja).

13) Fisuras laminares

(Lamellar tears)

• Son fracturas en forma

de terraza en el metal

base, con orientación

básicamente paralela a

la superficie forjada.

Son causadas por altos

esfuerzos en la

dirección del espesor

que resultan del proceso

de soldadura.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

14) Golpes de arco / apertura de

arco / arranque de arco /

chisporroteo (en el material

base fuera de la soldadura)

(Arc strike)

• Imperfección localizada en la

superficie del metal base,

caracterizada por una ligera

adición o falta de metal,

resultante de la apertura

accidental del arco eléctrico.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

15) Desalineación (High – Low)

• Esta discontinuidad se da cuandoen las uniones soldadas a tope lassuperficies que deberían serparalelas se presentandesalineadas; también puededarse cuando se sueldan doscaños que se han presentadoexcéntricamente, o poseenovalizaciones. Las normas limitanesta desalineación, normalmenteen función del espesor de laspartes a soldar.

• Es frecuente que en la raíz de lasoldadura esta desalineaciónorigine un borde sin fundir.

16) Salpicaduras (Spatter)

• Son los glóbulos de metal de aportetransferidos durante la soldadura yadheridos a la superficie del metalbase, o a la zona fundida yasolidificada. Es inevitable producircierto grado de salpicaduras, perodeben limitarse eliminándose, aunquemás no sea por estética, de lasuperficie soldada. Las salpicaduraspueden ser origen de microfisuras(como los arranques de arco sobre elmetal base), y simultáneamente son unpunto de inicio de la oxidación ensuperficies pintadas ya que tarde otemprano estos glóbulos podrándesprenderse del metal base, llevandoconsigo la pintura superficial allílocalizada.

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DEFECTOS

17) Penetración excesiva (Excesive penetration)

• En una soldadurasimple desde un sololado (típicamentesoldaduras de cañerías),esta discontinuidadrepresenta un exceso demetal aportado en laraíz de la soldadura queda lugar adescolgaduras de metalfundido.

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DEFECTOS

• Placa radiográfica con excesiva penetración.

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Imagen radiográfica: una densidad mas

clara en el centro del ancho de la imagen ya

sea extendida a lo largo dela soldadura o en

gotas circulares aisladas.

18) Rechupes (de cráter)

• Es la falta de metal de soldadura resultante de la contracción de la

zona fundida, localizada en la cara de la soldadura.

19) Porosidad alargada en la raíz (Hollow - bead porosity (HB))

• Es definida como una porosidad alargada alineada a lo largo de lalínea central de la soldadura que ocurre a lo largo del cordón deraíz de la soldadura.

20) Quemado a traves (Burn - Through (BT))

• Es definida como una porción del cordón de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el metal de soldadura sea soplado hacia el interior, o puede que se descuelgue un excesivo metal fundido. Suele presentarse como una depresión no

alargada, en forma de cráter, en la raíz.

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DEFECTOS

• Quemada a traves:

(burn through)

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DEFECTOS

Imagen radiográfica: una densidad

localizada mas oscura con bordes borrosos

en el centro del ancho de la imagen. Puede

ser mas ancha que la imagen de la raíz.

• Definición: discontinuidad en la soldadura en que

la fusión no ocurre entre el material de soldadura y

el metal base

• Causa: Por un inadecuado ensamble del metal

base, diseño de las juntas, o una insuficiente

intensidad de corriente y voltaje en la soldadura

• Para evitar la incompleta fusión, se deben

especificar correctamente el procedimiento y

parámetros de soldadura

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DEFECTOS EN SOLDADURADEFECTOS

Falta de fusión

• La mala manipulación de la soldadura al arco es

probablemente la causa más común de la falta de fusión. La

habilidad del soldador para manipular el arco es considerado

el primer propósito en su calificación

• Manipulación del arco

– Velocidad de avance

– Término de cada cordón

– Tiempos de detención

– Ángulo de ataque

Víctor Osorio L.

• Existen 3 tipos de falta

de fusión

– Falta de fusión en

lado del cordón

– Falta de fusión en el

centro de la

soldadura

– Falta de fusión en la

raíz de la soldadura

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Falta de penetración

• Definición: Falta de fusión

en la raíz de la soldadura

• Causa: falta de energía

calórica en la zona de fusión,

no completando la sección

transversal

• El refuerzo es una solución,

pero no basta ya que siempre

es crucial una buena

manipulación del arco Refuerzo

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Defecto

Falta de penetración• Esta discontinuidad resulta de una insuficiencia

corriente, una excesiva velocidad de avance, un

inadecuado ángulo de bisel, insuficiencia

abertura del talón.

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Inclusiones de escoria

• Se dividen en 2 tipos:

– La escoria es un producto

no metálico que resulta de

la disolución del fundente y

las impurezas no metálicas

en algún proceso de

soldadura

– Inclusiones que quedan

atrapadas de un material

sólido ajeno a la soldadura,

como puede ser escoria,

fundente, tungsteno, u

óxido

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Desarrollo experimental

• Acero estructural

ASTM A36

• Soldadura E7018

Lincoln Electric

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Preparación de las Placas (cupones)

• Placa según la norma “Structural Welding Code”

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Ensayo doblado

• Se realizó 2 tipos de

doblado, de cara y raíz

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Ensayo de doblado

• Este ensayo se realizó en la

máquina universal de

ensayos, matriz

• Se le aplicó carga

mediante un punzón que

es empujada por la

máquina universal

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Resultados

Ensayo de doblado

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de dobladoPorosidad

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Ensayo tracción

• Se determinó el área representativa

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Resultados

Ensayo de tracción

• Este ensayo se hizo, al igual

que el ensayo de doblado, en

la máquina universal de

ensayos

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Ensayo tracción

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Ensayo de tracción

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Test impacto

• La tenacidad es la capacidad

della union soldada de

absorver energia, que la hace

difícil de romper al impacto

o choque

• El entalle se fabricó al

costado de la soldadura y en

la mitad

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Resultados

Ensayo de impacto

Propiedades mecánicas

• Acero A36

• E7018

23%Alargamiento

25.4 Kg/mm2250 MPaLímite de

fluencia

56,1Kg/m

400-500

Límite de

ruptura

30%Alargamiento

44,5 Kg/mm2437 MPaLímite de

fluencia

51,5 Kg/mm2505 MPaResistencia a la

tracción

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• Las discontinuidades que

se lograron introducir

intencionalmente

– Porosidad

– Falta de Fusión

– Falta de penetración

– Inclusiones de escoria

• Los ensayos que se

realizaron

– Ultrasonidos

– Tracción

– Doblado

– Impacto

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• Características generales del procedimiento

DirectaPolaridad:

ContinuaTipo

corriente:

5/35 pulgadas ( 4

electrodo:

E-7018Tipo

electrodo:

Acero A36Metal base:

En V < 45ºTipo de

bisel:

SiRespaldo:

ManualTipo:

SMAWProceso:

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Preparación de las Placas

• Porosidad: Se humedeció el electrodo E-7018 y

luego se procedió a soldar la placa con

oscilaciones y pausas, con un amperaje de 140

Amperes.

• Falta de fusión: Se realizó con 130 amperes, para

lograr que no se funda todo el material de aporte,

quedando espacios sin fundir en el medio y al lado

de la soldadura.

• Falta de penetración: Se hizo con 130 Amperes,

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Preparación de las Placas

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Ensayo no destructivo• Se aplicó Ultrasonido, para verificar las

discontinuidades de cada placa

• El equipo que se utilizó es un USN 50 marca

Krautkrämer

• El palpador angular de 60º.

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• Cantidad de probetas a realizar (AWS)

34--225 y más

34--210<T<25

2-2223<T≤10

Ensayo

impacto

Doblado

de lado

Doblad

Ensayo

tracció

Espesor

placa a

ensayar

Total = 60 probetas

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Ensayo doblado

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Test impacto

Péndulo de Impacto

PSW 30/15

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Resultados

• Ultrasonido: Se verificó las discontinuidades

realizadas a las placas

• Doblado: Las cargas máximas de cada

discontinuidad se compararon con la de la

soldadura bien realizada

• Tracción: Los esfuerzos se compararon con la

encontrada en literatura y con la soldadura bien

realizada

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Resultados

Ultrasonidos

• Se encontraron

discontinuidades al

interior de las

soldaduras, luego se

marcó las zonas donde

están estas

discontinuidades Porosidad

Falta de fusión

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Resultados

UltrasonidosFalta de

penetración

Inclusiones de

escoria

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Resultados

Ensayo de doblado

• Este ensayo se realizó

en la máquina

universal de ensayos,

consiste en poner la

probeta de doblado en

la matriz

• Se le aplicó carga

mediante un punzón

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Resultados

Ensayo de doblado

50002350200036002500FRaíz

53002500165034502250ERaíz

56502300250037501650DRaíz

57504150275032003300CCara

54504050310034502200BCara

50004000300035002100 KgACara

BuenaEscoriaFDPFDFPorosidad

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Resultados

Ensayo de doblado

32125Inclusiones55217FDP2597FDF59233Porosidad

discontinuida

Área con

discontinuidades

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Resultados

Ensayo de doblado

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de doblado

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de dobladoPorosidad

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Resultados

Ensayo de doblado

Inclusiones de

escoria

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Resultados

Ensayo de doblado

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de tracción

• Este ensayo se hizo, al

igual que el ensayo de

doblado, en la

máquina universal de

ensayos

• Se puso la probeta en

las mordazas

• Se aplicó carga,

anotando la máxima

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de tracción

103507300605096007450C

102507900705094506150B

105506100655096507850 [Kg]A

51.7536.530.254837.25C51.2539.535.2547.2530.75B52.7530.532.7548.2539.25

[Kg/mm2]

A54321

22002010 mmmmmmA

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de tracción

101513270.335.5Inclusion

71353792.732.75FDP

89458108.347.83FDF

107543167.24 35.75 Porosida

Área con

discontinuida

Defecto

reducción a

resistenci

F/Areal

Kg/mm2

F/A200

Kg/mm2

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de tracción

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de tracción

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de impacto

• Se realizó en el péndulo de ensayo de

impacto

• Se obtuvo los valores directamente del

ensayo

17.212.67.86.84.6C

19.610.210.07.03.8B

20.211.29.210.05.2 [Kg·m]A

Bueno (5)Escoria

FDP (3)FDF (2)Porosidad

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de impacto

• El péndulo de ensayo tiene pérdida debido

al roce interno

• 0.4 [Kg·m]

16.812.27.46.44.2C

19.29.89.66.63.4B

19.810.88.89.64.8 [Kg·m]A

Bueno (5)Escoria

FDP (3)FDF (2)Porosidad

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de impacto

gvalorTenacidad

16480801196820725940627840412020C

1883520961380941760647460333540B

19423801059480863280941760470880[J/m2

Bueno (5)Escoria (4)FDP (3)FDF (2)Porosidad

Víctor Osorio L.

Resultados

Ensayo de impacto

Porosidad FDF

FDP Inclusiones

Víctor Osorio L.

Resultados

1693860

1072560

843660

739020

405480

Charpy

10383 Kg7100 Kg6550 Kg9567 Kg7150 KgTracción

5317 Kg2383 Kg2050 Kg3600 Kg2133 KgDoblado

5400 Kg4067 Kg2950 Kg3383 Kg2533 KgDoblado

Víctor Osorio L.

Consideraciones

• En todo proyecto que contenga elementos

soldados es imprescindible contar con las

especificaciones de soldadura que contengan las

exigencias para realizar estos trabajos. En forma

especial se debe tener en cuenta las calificaciones

de los soldadores y los procedimientos de

soldadura.

• De la experiencia se concluye que siempre es

posible que se generen discontinuidades en los

trabajos de soldadura. Estas discontinuidades

Víctor Osorio L.

Consideraciones

• Los ensayos no destructivos constituyen una

buena herramienta en el control de calidad de la

soldadura, y nos permiten encontrar

discontinuidades o anomalías. Estos ensayos, sus

técnicas de aplicación, y las normas que regulan

la aceptación o rechazo de una soldadura son

temas de fundamental importancia y que a mi

juicio los supervisores de soldadura deben

capacitarse en estos temas.

• Una buena soldadura realizada con soldador y

Víctor Osorio L.

Consideraciones

• No se logró analizar los efectos en las

propiedades mecánicas en soldadura con grietas o

fisuras, sin embargo, según la literatura, estas

discontinuidades es una de las más graves que

puede estar en una soldadura y siempre debe ser

eliminada, sobre todo en piezas soldadas

sometidas a fatiga.

Víctor Osorio L.

Consideraciones

• En los ensayos destructivos de doblado, tracción e

impacto; se concluyó que el grado de resistencia de

acuerdo a cada ensayo es el siguientes: en doblado

de cara la menos resistente a la flexión fue la

soldadura con porosidad, en el ensayo de doblado de

raíz la menos resistente a la flexión fue la soldadura

con falta de penetración, para esta conclusión no se

consideró los porcentajes de discontinuidades ya que

su cálculo es muy complicado; en el ensayo de

tracción, de acuerdo con los resultados y con la

cantidad de discontinuidades en las probetas la

menos resistente a la tracción fue la soldadura con

porosidad; y la tenacidad en el ensayo de impacto, de

Víctor Osorio L.

Consideraciones

• Finalmente después hacer esta investigación y

experiencia, se puede decir que las soldaduras

con anomalías o discontinuidades no tienen un

funcionamiento óptimo o requerido, sin embargo

bajo umbrales de cantidades de discontinuidades

permitidos según normas (AWS), éstas no tienen

ningún efecto significativo sobre las

especificaciones de funcionamiento óptimo de

una pieza

• Las experiencias hechas en esta investigación

Víctor Osorio L.

Apariencia de la fractura adyacente a la escoria en una probeta

de impacto E7018. SEM 400X

Víctor Osorio L.

2.6 Socavamiento

Se emplea este termino 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.

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.

DEFECTO:

DEFINICIÓN

CAUSAS

Soluciones

Víctor Osorio L.

Falta de continuidad

Víctor Osorio L.

1 en la raíz

2 entre pasadas

Falta de fusión

1 en la raíz

2 lateral

3entre pasadas

Quemado a través

Deformación o Distorción

Falta de fusión y penetración parcial

Falta de rrelleno

Raíz rechupada

Raíz cóncava

Salpicadura

Picado

Socavaciones / mordeduras

1 en la raíz

2 entre pasadas

Escoria

1 en cadena

2 alargadas

3 redondeadas

Falta de fusión

1 en la raíz

2 lateral

3 entre pasadas

Porosidad redondeada uniforme

Falta de penetración f

Poros p

Escoria e

1 sopladura esferoidal formando colonia

2 rechupe cerrado

Porosidad vermicular

Grietas

1 longitudinal

2 transversal

3 cráter o estrella

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

Es una unión en cuyo caso la penetración

es menor que la especificada.

La causa probables son:

velocidad de soldadura muy rápida

excesivo diámetro del electrodo.

Diseño inapropiado de la unión como excesiva

superficie de raíz o pequeña avertura de raíz.

SMAW velocidad de soldadura irregular

largo de arco irregular

GMAW fusión incompleta

SAW fusión incompleta de la raíz.

DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L.

a.10 Chispazos, golpes de arco (arc strike)

DEFECTOS

Esta discontinuidad consiste en un cambio en la superficie,

producto del arco generado en la zona fundida, zona afectada

térmicamente o metal base.

La causa es una falsa maniobra del soldador que

permite que salte un arco a un punto del cordón

ya terminado o su vecindad, esto genera una hulla

característica en la superficie

DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS

Víctor Osorio L.

DEFECTOS

DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS

Víctor Osorio L.

1) Porosidad (“Porosity”):

Es un tipo de discontinuidad en forma de cavidad

formada por gas atrapado durante la solidificación del

metal de soldadura.

La causa es la evaporación de elementos

contaminantes como: la humedad, grasa, pintura,

etc, que forman gases en la zona de fusión y si la

solidificación es rápida estos quedán atrapados.

DEFECTOS

Víctor Osorio L.

Porosidad (“Porosity”):

a) Porosidad uniformemente dispersa

b) Porosidad agrupada (Cluster porosity)

c) Porosidad alineada (Linear porosity)

d) Porosidad alargada del tipo vermicular o tipo gusanos

(Piping porosity)

DEFECTOS

clase 13 defectos

concentrador

falta de fusin

defectos en

defectos de

falta de penetracin

soldadura

el personal

defectos metalrgicos

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