GUIA PARA LA INSPECCIÓN VISUAL AWS

Fundamentos de la inspección visualMuchos programas de control de calidad en manufactura utilizan la inspección visual como el principal, y en algunos casos el único método de inspección. La inspección visual puede ser una herramienta invaluable si es aplicada en forma adecuada. Además de permitir detectar discontinuidades superficiales, también puede ser una técnica para identificar posteriores problemas en la línea de producción. La inspección visual permite encontrar discontinuidades o imperfecciones en las superficies. Por esto, es necesario realizarla en todas las fases de producción, ya que es imposible inspeccionar visualmente las pasadas intermedias una vez finalizado el proceso de soldadura. Encontrar y reparar los defectos en esta instancia produce una importante reducción en los tiempos y costos de reparación. En general, una buena inspección visual permite detectar la mayoría de estasimperfecciones que se encontrarían en ensayos posteriores, por esto la inspecciónvisual está ampliamente aceptada en los controles de calidad de los procesos defabricación, y en ocasiones como único control.La efectividad de la inspección visual se ve mejorada si se realiza en todas las fasesde soldadura: antes, durante y después.

Inspección visual previa a la soldadura Hay varios aspectos que deben ser tenidos en cuenta antes de comenzar el procesode soldadura para evitar posibles inconvenientes posteriores. Algunas de estasconsideraciones típicas son las siguientes:1. Revisar dibujos y especificaciones de la tarea a realizar.2. Verificar las calificaciones de los procedimientos y personal a utilizar.3. Determinar puntos de chequeo en los que se realizará la inspección duranteel proceso.4. Establecer un plan para almacenar los resultados obtenidos, medianteplanillas, tablas, etc.5. Revisar los materiales a utilizar, las herramientas, los electrodos consumibles,etc.6. Revisar el material base en busca de discontinuidades que pueden existir enel mismo.7. Verificar el montaje y alineación de las juntas.8. Verificar el precalentamiento, en caso que sea necesario.Una vez que está bien definida la tarea a realizar (con los dibujos y especificacionesque correspondan) se debe verificar que el trabajo encuadre dentro delprocedimiento que se pretende utilizar. Para esto se debe tener la especificación dedicho procedimiento (WPS). También se debe disponer de las calificacionescorrespondientes de los soldadores y el respaldo (PQR) del procedimiento. Una vez conocidos los requerimientos que deben cumplirse, y la información que seránecesario recavar, se debe decidir como almacenar dicha

información (planillas,tablas, formularios, etc).Antes de comenzar a soldar, hay una serie de comprobaciones que el inspectordebe realizar respecto al montaje de la junta, ya que ésta es la zona que más afectaa la calidad final de la soldadura. Algunos de estos factores a tener en cuenta son:-Tipo y ángulo del bisel-Apertura de la raíz (luz)-Alineación de la junta-Respaldo-Material de aporte-Limpieza de la junta-Sujeción (punteados, perros internos o externos, etc)-PrecalentamientoRealizar estas comprobaciones no es más que verificar que la pieza esté preparadade acuerdo al procedimiento, y esto es de vital importancia para obtener losresultados esperadosSi el inspector presta especial atención en estas consideraciones, muchosproblemas que podrían surgir durante o después de la soldadura pueden serevitados.Inspección visual durante la soldadura Los principales aspectos a observar son:-Calidad de la pasada de raíz-Calidad de la preparación de la junta antes de soldar el segundo lado-Temperatura entre pasadas-Secuencia de pasadas-Aspecto de cada pasada-Limpieza entre pasadas-Concordancia con el procedimiento aplicado (corriente, tensión, velocidad,etc)La temperatura entre pasadas y la corriente, tensión, y velocidad con que se sueldase

controlan verificando que estén dentro de los rangos especificados en elprocedimiento. También la secuencia de pasadas y la limpieza están indicadas allí.Estos controles apuntan a que el proceso se realice como dice la especificación desoldadura.La calidad de la raíz y de las demás pasadas se evalúan con la ausencia de lasdiscontinuidades que se explicarán más adelante.En el caso de ser necesaria una temperatura mínima entre pasadas, esto se puedeconseguir mediante un soplete común y el inspector deberá verificar que elcalentamiento sea medianamente homogéneo, evitando los calentamientos

puntuales que surgen por dejar el soplete calentando continuamente en el mismolugar. Además, se debe mantener la llama lejos de la soldadura, calentándolaindirectamente a través del resto de la pieza.Inspección visual posterior a la soldadura Una vez finalizada la tarea se debe examinar el trabajo realizado en busca dediscontinuidades, además de verificar el tratamiento post soldadura cuando seanecesario, y realizar una examinación final de las dimensiones.La inspección del tratamiento post soldadura y la verificación dimensional consistenen verificar el cumplimiento de la especificación del procedimiento, es decir, quetanto las dimensiones finales de la soldadura como las temperaturas del postcalentamiento estén dentro de las tolerancias requeridas, así como cualquier otrorequerimiento que esté indicado en la especificación.La búsqueda de discontinuidades consiste en identificar todas las discontinuidadespresentes y determinar si son o no un defecto, de acuerdo al código de soldadurabajo el cuál estemos trabajando. Es decir, debemos ver si las irregularidadespresentes en la soldadura son o no motivo de rechazo de la misma. En este capítulosolo trataremos aquellas discontinuidades que se encuentran en la superficie queson las que se aprecian en la inspección visual, pero hay que recordar que no sonlas únicas.Condiciones superficiales de la soldadura Esta sección se centra en las discontinuidades, que pueden o no ser clasificadascomo defectos dependiendo de los requerimientos de cada código. Lasdiscontinuidades pueden ubicarse en cualquier lugar de la soldadura, pero lainspección visual solo permite detectar las que se encuentran en la superficie. Paralas discontinuidades internas existen otros métodos de inspección mediante ensayosno destructivos, como pueden ser las radiografías, ultrasonido, etc.Una discontinuidad está definida como la interrupción de la estructura típica de lasoldadura, como puede ser una falta de homogeneidad en las característicasmecánicas, metalúrgicas o físicas del material de la soldadura. Puede estar ubicadaen el material aportado en la soldadura, la zona afectada por el calor (ZAC), o en elmetal base. Una discontinuidad es motivo de rechazo cuando se excede en cuantoal tipo, tamaño, distribución o ubicación, y en este

caso se la denomina defecto. Porlo tanto, no todas las discontinuidades son defectos.

PorosidadLa porosidad se caracteriza por ser una discontinuidad en forma de cavidad,formada por gases atrapados durante la solidificación. Las cavidades formadas sonen general esféricas, pero también pueden ser cilíndricas. La porosidad muchasveces es un indicador de que el proceso no está siendo adecuadamente controlado,que el metal base o el metal de aporte están contaminados, o bien que el materialbase no es compatible con el material de aporte y el proceso. Podemos identificardistintos tipos de porosidad.Porosidad dispersa La porosidad dispersa es porosidad distribuída a lo ancho de un cordón desoldadura o de varios cordones en una soldadura de varias pasadas. La porosidadestará presente en la soldadura si la técnica de soldado, los materiales utilizados ola preparación de la junta favorecen a la formación y atropamiento de gases. Si lasoldadura se enfría en forma lenta, dándole tiempo a evacuar los gases antes quese solidifique la superficie, en general no habrá porosidad en la soldadura.Porosidad aislada y lineal La porosidad aislada es un grupo localizado de poros. En general ocurre en losenganches, cuando se comienza o termina inadecuadamente la pasada, o biencuando se produce un soplado del arco. La porosidad lineal es un grupo de porosque se encuentran alineados. En general ocurre en la interfaz de la soldadura, en laraíz, o en los límites entre cordones, y se produce debido a contaminación queproduce la liberación de gases en esos lugares.Poros vermiculares Este tipo de porosidad es la debida a atropamiento de gas en el interior de lasoldadura que, al irse evacuando hacia la superficie deja poros de tipo alargado,llamados también tubos de gusano. Estos poros pueden ser visibles en la superficiecuando el gas atrapado alcanza a evacuarse, pero en muchas ocasiones lasuperficie de la soldadura solidifica antes, quedando oculto el poro. Es por eso quemuchas veces cuando se aprecian algunos poros superficiales, una excavacióncuidadosa mostrará que existen gran cantidad de poros por debajo de la superficie.Fusión incompleta La fusión incompleta o falta de fusión indica justamente que no ha ocurrido unafusión como era esperada y puede ser tanto entre las superficies del metal base oentre cordones adyacentes. En algunas circunstancias puede ser detectadamediante la inspección visual, mientras que en otras ocasiones solo es detectablemediante radiografías o ensayos de ultrasonido

La falta de fusión generalmente resulta por un aporte de calor insuficiente, o por unamala manipulación del electrodo. En general es una discontinuidad asociada a latécnica del soldador, pero en ocasiones puede ser causada por la presencia decontaminantes en la superficie a soldar que impiden fundirla adecuadamente.Penetración incompleta de la junta La falta de penetración se define como penetración del metal de aporte que no seextiende en todo el espesor del material base en una soldadura con junta a tope.La falta de penetración se puede deber a un aporte de calor insuficiente, controlinapropiado de la posición lateral del arco, o una junta inapropiada. Algunosprocesos tienen mayor facilidad de penetración que otros, por lo que son menospropensos a este problema. En muchos diseños se limpia la escoria del lado deatrás, haciendo una pasada de soldadura en este lado para asegurar que no hayanáreas con falta de penetración o falta de fusión. La soldadura en tubos y caños sonmuy propensas a este tipo de discontinuidad ya la junta es inaccesible desde el ladode la raíz.Socavadura La socavadura es una transición entre el metal base y el metal de aporte que se vereducida en su sección produciendo una leve disminución en la carga estática. Elprincipal problemas que traen las socavaduras es la concentración de tensiones quese genera por la variación geométrica en el material, lo cual se vuelve crítico en elcaso que la pieza esté sometida a cargas variables, ya que entonces hay muchoriesgo que aparezcan fallas por fatiga.En general, si las socavaduras están dentro de ciertos límites no son consideradasun defecto.Las socavaduras normalmente se deben a una técnica inadecuada de soldadura, o auna inapropiada regulación de los parámetros eléctricos (corriente, tensión oambos).Falta de aporte La falta de aporte es una depresión en la cara o la raíz de la soldadura, de modo quequeda por debajo del nivel del metal base adyacente. Es una discontinuidadproducida por el inadecuado llenado de la junta y es una falla del soldador. A estadiscontinuidad se conoce comúnmente como concavidad y puede ser externacuando se encuentra en la cara de la soldadura, o interna si se encuentra en la raíz.

TraslapeEsta discontinuidad es la superposición del material base sobre la pieza sin fundir,ya sea del lado de la cara o la raíz. Se caracteriza por un aspecto de gota. Puededeberse a un control deficiente del proceso de soldadura, mala selección de losmateriales, o bien a una preparación inadecuada de la junta. Si existen óxidosaltamente adheridos en la superficie, es probable que se produzca un traslape, yaque dichos óxidos interfieren con la adecuada fusión del metal base. El

traslape esuna discontinuidad superficial que genera altas concentración de esfuerzos, por loque en general es considerada motivo de rechazo.Fisuración Las fisuras son discontinuidades en forma de grietas, formadas por esfuerzosinternos localizados, que superan la tensión de rotura del material en esa zona. Lafisuración puede producirse a altas temperaturas durante la solidificación, o biencuando la pieza ha alcanzado la temperatura ambiente. En general, las fisuras seproducen en la proximidad de otras discontinuidades que actúan comoconcentradores de tensiones, tanto en la soldadura como en el metal base, o bien enmuescas debidas a la junta. Las tensiones residuales debidas provocadas por loscambios de temperatura, así como la fragilización debida a la presencia dehidrógeno contribuyen en gran medida a la formación de fisuras. Las fisuracionesdebidas a la soldadura suelen ser frágiles, presentando poca deformación plásticaen sus límites. Las fisuras se pueden presentar de varias maneras y muchas vecesno alcanzan la superficie de la soldadura, por lo que no son detectadas en lainspección visual.La fisuración puede clasificarse en fisuración en caliente y fisuración en frío. Lafisuración en caliente se desarrolla a altas temperaturas durante el proceso desolidificación. La fisuración en frío se desarrolla luego que la solidificación ya se hacompletado. Las fisuras debidas a la fragilización por hidrógeno son un ejemplo defisuración en frío. Las fisuras en caliente se propagan a través de los bordes degrano, mientras que las fisuras en frío se producen tanto en los bordes como através del grano.La fisuración también puede clasificarse de acuerdo a la orientación de las grietasrespecto al eje del cordón de soldadura. De esta forma se pueden clasificar enlongitudinales cuando la fisura es paralela al eje del cordón, o en transversales si seencuentran perpendiculares. Estas últimas pueden afectar sólo al cordón desoldadura o propagarse en la zona afectada por el calor o incluso al resto del metalbase. En algunas soldaduras pueden formarse fisuras en la ZAC y no en lasoldadura.Los procesos que propician a una alta velocidad de enfriamiento de la soldadura,mientras el metal base de los alrededores tiende a mantener estable su temperatura,son propensos a la aparición de fisuras, debido a las concentraciones de esfuerzosprovocados por la contracción despareja de la pieza. Esto sucede muy a menudo enla soldadura de piezas de gran espesor, en la que los cambios de temperatura delcordón de soldadura es excesivamente grande frente a la variación de temperaturadel resto del material. Para esto se suele trabajar con precalentamientos,postcalentamientos o ambos.La fisuración también se ve afectada por la ductilidad del metal base y del metal deaporta. Cuánto menor es su ductilidad, menor capacidad de absorber deformacionestendrá, por lo que la soldadura será más susceptible de fisuras.Existen entre 10 y 12 mecanismos distintos de causas de fisuración, algunos son:•

Fisuración en caliente•Fisuración en frío•Por interacción con el medio ambiente (corrosión bajo tensiones)•Por corrosión intergranular•Por fatigaDe todos los mecanismos hablaremos solamente de los dos primeros, por ser los demayor frecuencia.Fisuración en caliente: Ocurre a elevadas temperaturas en aceros al carbono, carbono–manganeso,austeníticos, aleaciones de níquel y aleaciones de aluminio, durante la etapa final desolidificación. El riesgo de encontrar este tipo de fisuras aumenta con la presenciade azufre segregado, sumado a las tensiones y deformaciones inducidas durante lasolidificación de la soldadura.Este tipo de fisuras, en función de lo antes expresado, es de morfologíaintergranular; generalmente se observa en el centro del cordón y en sentidolongitudinal.Para tratar de evitarla se debe:−Emplear consumibles que generen escorias básicas−Extremar la limpieza, evitando la presencia de grasa, aceites, pinturas, etc.−Controlar la separación de la junta−Buscar cordones y cráter final convexos−Diseño de junta con un ángulo no muy cerrado−Evitar los movimientos de la junta mientras está solidificandoFisuración en frío o asistida por hidrógeno: Aparecen exclusivamente en aceros transformables, es decir aceros que puedentener transformación martensítica (aceros templables), o sea aceros al carbono, almanganeso y aceros de baja aleación.

Se generan con temperaturas bajas, entre 60°C y 150°C y diferidos en el tiempo,pudiendo aparecer varios días después de ejecutada la soldadura.Estas fisuras se manifiestan en la ZAC, el metal de soldadura o el metal base, y paraque ocurran, se deben dar las siguientes condiciones:−Presencia de hidrógeno difusible

−Micro estructura susceptible (martensita, u otra estructura con una durezasuperior a 350 Brinell)−Tensiones mecánicas.Para evitar este tipo de fisuración, en general se puede actuar sobre las dosprimeras causas.Hoy en día, la herramienta más valiosa se basa en el control del nivel de hidrógenoen el arco, ya que, cuanto menos haya, menor será el hidrógeno en el metal desoldadura. Esto se logra quitando humedad y contaminantes de los consumibles(empleando consumibles de bajo hidrógeno) y de los materiales a soldar.Para aceros de baja templabilidad (Aceros con un contenido de Carbono menor al0.25% y carbono equivalente menor a 0.60) se debe recurrir al uso de ciertosdiagramas (Frank, Coe, etc.) que permiten determinar una temperatura deprecalentamiento, tal que aseguren la difusión del hidrógeno luego de realizada lasoldadura.En una unión soldada, podemos encontrar fisuración en distintos lugares de la junta:Fisuras en la garganta Son fisuras longitudinales en la cara de la soldadura. En general, pero no siempre,son fisuras en caliente.Fisuras en la raíz Son fisuras longitudinales en el lado de la raíz de la soldadura, y en general sonfisuras en caliente.Fisuras de cráter La fisura de cráter es formada por un apagado inapropiado del arco eléctrico. Ocurreen el cráter de la soldadura, que es el último lugar donde se solidifica el material. Alsolidificarse esta zona se contraerá generando esfuerzos residuales que puedencausar la fisuración. Generalmente son fisuras en frío y no suelen ser motivo derechazo, ya que en general son superficiales y si son leves no suelen propagarse.Las fisuras de cráter también son llamadas fisuras de estrella porque puedenpresentarse en forma de estrella, aunque también pueden generarse otras formas.Fisura de talón Las fisuras de talón son en general fisuras en frío que se inician y se propagan en eltalón de la soldadura donde los esfuerzos residuales son máximos. Cambios de perfil abruptos en la sección próxima al talón de la soldadura, como por ejemplo unexceso de convexidad, socavaduras o traslapes, amplifican estos esfuerzos ya queactúan como concentradores de tensiones, y en consecuencia es más probable queocurra la fisura.Fisuras en la ZAC Las fisuración underbead y en la zona afectada por el calor son fisuras en fríoproducidas en la zona afectada por el calor del metal base. Pueden serlongitudinales o transversales. Se encuentran en intervalos regulares bajo

lasoldadura y también en los límites del contorno de la soldadura donde las tensionesresiduales son máximas. Estas fisuras pueden ocasionar serios problemas cuandose presentan simultáneamente tres factores: hidrógeno, microestructura susceptiblea las fisuras, y tensiones. Estos tres factores favorecen la propagación de la grietahaciendo que esta discontinuidad se vuelva crítica.Inclusiones de escoria Las inclusiones de escoria son materiales no metálicos sólidos atrapados dentro dela soldadura, o entre la soldadura y el metal base. En este lugar no existe metal desoldadura, por lo que se debilita la pieza. Aunque en general se las asocia condiscontinuidades dentro de la soldadura, también pueden encontrarse en lasuperficie de la misma.Las inclusiones de escoria pueden deberse a una falta de limpieza, tanto en lapreparación como entre pasadas, o bien a una inadecuada técnica de soldado quedificulte la escoria fluya hacia la superficie, al solidificarse muy rápido la piletalíquida. Esto se puede deber a velocidades rápidas de avance o bajas corrientesprincipalmente.Al igual que la falta de fusión, las inclusiones de escoria pueden encontrarse entre lasoldadura y el metal base o entre los distintos cordones de soldadura. De hecho,muchas veces la falta de fusión es causada por la inclusión de escoria.Excesos de sobreespesor Esta discontinuidad es exceso de material de aporte por sobre el requerido de una junta a tope. En una soldadura a tope el sobreespesor es la altura de la soldadurarespecto al material base.Todo sobreespesor produce un efecto de concentración de tensiones en el talón. Siel sobreespesor es excesivo, necesariamente el ángulo de encuentro es más grandecon lo que esta concentración de esfuerzos será mayor. Por lo tanto, cuanto mayorsea el sobreespesor, no solo no ganaremos resistencia extra en la pieza sino quegeneraremos una elevada concentración de tensiones en esta zona. Lossobreespesores excesivos tienden a hacer fallar la pieza en servicio, en especialcuando ésta debe trabajar en condiciones de fatiga. También facilitan la fisuraciónde talón durante la fabricación.Convexidad y Concavidad La convexidad es la máxima distancia que une la superficie de una soldaduraconvexa en una unión a filete, perpendicular a una línea que une los dos extremosdel cordón. La convexidad es un término aplicado en la soldadura a filete y al igualque el sobreespesor en las juntas a tope, si es excesivo genera concentración deesfuerzos que favorece la fisuración. Durante el proceso de soldadura, una excesivaconvexidad en los cordones intermedios puede dificultar la limpieza de la escoria yllevar a que queden inclusiones de escoria o falta de fusión.La concavidad es la máxima distancia entre la superficie de una soldadura de filetecóncava perpendicular a una línea que une los dos extremos del cordón.

Laconcavidad produce una reducción en la sección resistente de la soldadura y esproblemática cuando la dimensión efectiva final es menor a la especificada.Golpes de arco Un golpe de arco es una discontinuidad debida a una porción localizada de metalbase que ha sido fundida y resolidificada, que ha sido afectada por el calor, o que havariado su perfil debido a un arco eléctrico. Se produce por contacto del electrodocon el metal base fuera de la junta, ya sea accidentalmente o intencionalmente comotécnica para encender el arco.Cuando esto ocurre, existe una pequeña porción de metal que se funde y solidificamuy rápidamente lejos de la junta, formándose una zona afectada por el calorlocalizada. Esto puede provocar la iniciación de fisuras cuando se enfría la piezaluego de finalizada la soldadura, o cuando la pieza trabaja en servicio bajocondiciones de fatiga.Salpicaduras Las salpicaduras consisten en partículas de material de aporte que han saltado de lapileta líquida y se han adherido al metal base y no forman parte del mismo. Estaspartículas que están adheridas a la superficie, a diferencia de los golpes de arco, noprovocan un excesivo calentamiento en el metal base por lo que no traencomplicaciones. En general no son consideradas motivo de rechazo salvo que suinterfieran con posteriores operaciones como ensayos no destructivos o al momentode entrar en servicio. La presencia de salpicaduras sin embargo es un indicativo deque el proceso de soldadura no está del todo bajo control.