UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERIA MECANICADISEO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS I

TECNICAS UTILIZADAS EN SOLDADURA.PRUEBAS Y ENSAYOS EN SOLDADURA.

Mircoles 18 de noviembre de 2014.

INTRODUCCION

Lasoldaduraes unproceso de fabricacinen donde se realiza la unin de dos piezas de un material, (generalmentemetalesotermoplsticos), usualmente logrado a travs de lacoalescencia(fusin), en la cual las piezas son soldadasfundiendo, se puede agregar un material de aporte(metal o plstico), que al fundirse forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (elbao de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unin fija a la que se le denomina cordn. A veces se utiliza conjuntamente presin y calor, o solo presin por s misma, para producir la soldadura. Esto est en contraste con la soldadura blanda y lasoldadura fuerte, que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusin entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.Muchasfuentes de energadiferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama degas, unarco elctrico, unlser, un rayo deelectrones, procesos defriccinoultrasonido. La energa necesaria para formar la unin entre dos piezas de metal generalmente proviene de unarco elctrico. La energa para soldaduras de fusin o termoplsticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en elespacio. Sin importar la localizacin, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras,descarga elctrica, humos venenosos, y la sobreexposicin a laluz ultravioleta.Hasta el final del siglo XIX, el nico proceso de soldadura era lasoldadura de fragua, que los herreros han usado por siglos para juntar metales calentndolos y golpendolos. Lasoldadura por arcoy lasoldadura a gasestaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardamente en el siglo, siguiendo poco despus lasoldadura por resistenciay soldadura elctrica. La tecnologa de la soldadura avanz rpidamente durante el principio del siglo XX mientras que la Primera Guerra Mundialy laSegunda Guerra Mundialcondujeron la demanda de mtodos de junta confiables y baratos. Despus de las guerras, fueron desarrolladas varias tcnicas modernas de soldadura, incluyendo mtodos manuales como laSoldadura manual de metal por arco, ahora uno de los ms populares mtodos de soldadura, as como procesos semiautomticos y automticos tales comoSoldadura GMAW,soldadura de arco sumergido,soldadura de arco con ncleo de fundenteysoldadura por electroescoria. Los progresos continuaron con la invencin de lasoldadura por rayo lsery lasoldadura con rayo de electronesa mediados del siglo XX. Hoy en da, la ciencia contina avanzando. Lasoldadura robotizadaest llegando a ser ms corriente en las instalaciones industriales, y los investigadores continan desarrollando nuevos mtodos de soldadura y ganando mayor comprensin de la calidad y las propiedades de la soldadura.Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra, materiales, mquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unin satisfactoria implica que debe pasar las pruebas mecnicas (tensin y doblez). Las tcnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW, etc.) utilizados para la situacin ms conveniente y favorable, lo que hace que sea lo ms econmico, sin dejar de lado la seguridad.

TECNICAS UTILIZADAS EN SOLDADURA.Los procesos de soldadura se dividen en dos categoras principales: 1) soldadura por fusin, en la cual se obtiene una fusin derritiendo las dos superficies que se van a unir, y en algunos casos aadiendo un metal de aporte a la unin; y 2) soldadura de estado slido, en la cual se usa calor o presin o ambas para obtener la fusin, pero los metales base no se funden ni se agrega un metal de aporte.

La soldadura por fusin es la categora ms importante e incluye: 1) la soldadura con arco elctrico, 2) la soldadura por resistencia, 3) la soldadura con oxgeno y gas combustible y 4) otros procesos de soldadura por fusin (los que no pueden clasificarse en alguno de los primeros tres tipos).

SOLDADURA CON ARCO ELCTRICO.La soldadura con arco elctrico, SAC (arc welding en ingls, AW), es un proceso de soldadura en el cual la unin de las partes se obtiene por fusin mediante el calor de un arco elctrico entre un electrodo y el material de trabajo.

Un arco elctrico es una descarga de corriente elctrica a travs de una separacin en un circuito. Se sostiene por la presencia de una columna de gas trmicamente ionizada (denominada plasma) a travs de la cual fluye la corriente. En un proceso de AW, el arco elctrico se inicia al acercar el electrodo a la pieza de trabajo, despus del contacto el electrodo se separa rpidamente de la pieza a una distancia corta. La energa elctrica del arco elctrico as formado produce temperaturas de 5500 0C o mayores, que son lo suficientemente calientes para fundir cualquier metal. Se forma un pozo de metal fundido, que consiste en metal(es) base y metal de aporte (si se usa uno), cerca de la punta del electrodo. En la mayora de los procesos de soldadura con arco elctrico, se agrega un metal de aporte durante la operacin para aumentar el volumen y fortalecer la unin soldada. Conforme el electrodo se mueve a lo largo de la unin, el pozo de metal fundido se solidifica de inmediato.

TECNOLOGIA UTILIZADA EN LA SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO.Electrodos.Los electrodos que se usan en los procesos de AW se clasifican como consumibles y no consumibles. Los electrodos consumibles.Contienen el metal de aporte en la soldadura con arco elctrico; estn disponibles en dos formas principales: varillas (tambin llamados bastones) y alambres. Las varillas para soldadura normalmente tienen una longitud de 225 a 450 mm y un dimetro de 9.5 mm o menos. Tanto en forma de varilla como de alambre, el arco elctrico consume el electrodo durante el proceso de soldadura y ste se aade a la unin fundida como metal de relleno.

Los electrodos de varilla se clasifican en base a las propiedades mecnicas del metal depositado, tipo de recubrimiento, posiciones en las que se puede emplear el electrodo y tipo de corriente y polaridad a emplear. El sistema de clasificacin empleado para electrodos recubiertos sigue el modelo empleado por la AWS. De acuerdo con este sistema, la clasificacin de un electrodo se designa con la letra "E" y con cuatro o cinco dgitos. La letra "E" significa electrodo, los dos o tres primeros dgitos indican a la traccin del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada, el tercer o cuarto dgito indica las posiciones en las que debe emplearse el electrodo y el ltimo dgito se relaciona con las caractersticas del recubrimiento, la escoria, con el tipo de corriente y a polaridad a emplear.

Consideraciones para la seleccin de electrodos. La seleccin de electrodos para una aplicacin especfica, en trminos generales, se basa en los siguientes factores:

Propiedades mecnicas del metal base a soldar Composicin qumica del metal base a soldar Espesor y forma del metal base a soldar. Especificaciones y condiciones de servicio de la estructura a fabricar. Tratamiento trmico que se aplicar a la estructura a fabricar Posiciones de soldadura posibles durante la fabricacin Tipo de corriente de soldadura y polaridad a emplear. Diseo de la unin. Eficiencia en la produccin y condiciones de trabajo. En el caso particular de los aceros de alta resistencia o los inoxidables, la seleccin de electrodos generalmente est limitada a uno o dos electrodos diseados especficamente para dar una composicin qumica determinada en el metal depositado. En el caso de los aceros al carbono y de baja aleacin, la seleccin de electrodos debe basarse, adems de la composicin qumica y resistencia mecnica del metal de soldadura, en otras caractersticas de los electrodos. Esto se debe a que para aceros al carbono y de baja aleacin, hay varios tipos diferentes de electrodos que pueden proporcionar la misma composicin qumica en el metal de soldadura. En este caso, el electrodo se selecciona para obtener la calidad deseada al ms bajo costo, esto es, el electrodo a elegir es aquel que permite la ms alta velocidad de soldadura para cada unin en particular.

Electrodos para "Solidificacin rpida".Son aquellos diseados para depositar metal de soldadura que solidifique rpidamente despus de haber sido fundido por el arco. Estos electrodos sirven para soldar en posiciones verticales y sobre cabeza (adems de la plana y la horizontal).

Sus principales caractersticas son:

Alta penetracin. Son de "bajo depsito". Dejan poca escoria. Producen mucho chisporroteo Se utilizan con corriente relativamente baja. Aplicaciones principales: propsitos generales de fabricacin y mantenimiento, para posiciones vertical y sobre-cabeza, soldadura en tuberas, soldadura sobre superficies galvanizadas o no muy limpias, uniones que requieren alta penetracin, soldadura de lminas delgadas en juntas de borde, esquina y a tope.

Electrodos para "Llenado rpido". Estos electrodos estn diseados para proporcionar cantidades relativamente altas de metal fundido y son adecuados para realizar soldadura de "alta velocidad". El metal de soldadura solidifica con relativa lentitud y por esta razn, estos electrodos no son adecuados para realizar soldaduras fuera de posicin.

Sus principales caractersticas son:

Poca penetracin Proporcionan "alto depsito" Permiten velocidades de soldadura relativamente elevadas. Producen mucha escoria. Producen muy poco chisporroteo. Aplicaciones principales: soldadura de planchas de 5 mm. (3/16") o mayor espesor, soldaduras de filete en posiciones horizontal y plana y soldaduras de ranura profunda en uniones a tope, soldaduras de acero de mediano contenido de carbono y con tendencia al agrietamiento (cuando no se dispone de electrodos de bajo hidrgeno).

Electrodos para Llenado-Solidificacin. Estos electrodos estn diseados para proporcionar caractersticas intermedias entre los electrodos para solidificacin y llenado y proporcionar as relaciones de depsito y penetracin "medianas".

Sus caractersticas principales son:

De penetracin y llenado medianos. Producen cantidades medianas de chisporroteo y escoria. Principales aplicaciones: soldaduras de filete en posicin vertical descendente, propsitos generales, soldaduras cortas o irregulares que cambian de posicin o direccin durante la aplicacin, soldaduras de filete en lminas delgadas.Electrodos de bajo hidrgeno. Estos electrodos estn diseados para producir soldaduras de alta calidad en aplicaciones en las cuales el metal base tiene tendencia al agrietamiento, los espesores a soldar son relativamente grandes (mayores a 19 mm.) o cuando el metal base tiene un contenido de aleantes ligeramente mayor al de los aceros dulces. Los electrodos de bajo hidrgeno estn disponibles ya sea con las caractersticas de llenado rpido o solidificacin rpida.

Los electrodos no consumibles. Estn hechos de tungsteno (o algunas veces de carbono), los cuales resisten la fusin mediante el arco elctrico. A pesar de su nombre, un electrodo no consumible se desgasta gradualmente durante el proceso de soldadura (la vaporizacin es el mecanismo principal) y ocurre en forma similar al desgaste gradual de una herramienta de corte en una operacin de maquinado.

Proteccin del arco elctrico.En la soldadura con arco elctrico, las altas temperaturas provocan que los metales que se unen reacciones intensamente al oxgeno, nitrgeno e hidrgeno del aire. Las propiedades mecnicas de la unin soldada pueden degradarse seriamente por estas reacciones. Para proteger la operacin de soldadura de este resultado no deseado, casi todos los procesos de soldadura con arco elctrico proporcionan algn medio para proteger el arco del aire en el ambiente. Esto se logra cubriendo la punta del electrodo, el arco elctrico y el pozo soldadura fundida con un manto de gas o fundente o ambos, lo que inhibe la exposicin del metal soldado al aire. Los gases de proteccin comunes incluyen el argn y el helio, pues ambos son inertes. En la soldadura de metales ferrosos con ciertos procesos de AW se usan oxgeno y dixido de carbono, por lo general en combinacin con argn o helio, para producir una atmsfera oxidante o para controlar la forma de la soldadura. Un fundente es una su sustancia usada para evitar la formacin de xidos y otros contaminantes no deseados o para disolverlos y facilitar su remocin. Durante la soldadura, el fundente se derrite y convierte en una escoria lquida, que cubre la operacin y protege el metal de soldadura fundido. La escoria se endurece despus del enfriamiento y debe removerse con cincel o cepillo. Por lo general un fundente est formado para cumplir con varias funciones adicional que incluyen: 1) proporcionar una atmsfera protectora para la soldadura, 2) estabilizar el arco elctrico y 3) reducir las salpicaduras.

Fuente de energa en la soldadura con arco elctrico. En la soldadura con arco elctrico se usan tanto la corriente directa (DC) como la corriente alterna (AC). Las mquinas de AC son menos costosas de adquirir y operar, pero por lo general estn limitadas a la soldadura de metales ferrosos. El equipo DC puede usarse en todos los metales con buenos resultados y generalmente destaca por un mejor control del arco elctrico.

PROCESOS DE SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO QUE USAN ELECTRODOS CONSUMIBLES.Soldadura metlica con arco protegido.La soldadura metlica con arco protegido (en ingls shielded metal arc welding, SMAW), es un proceso de soldadura con arco elctrico que usa un electrodo consumible y consiste en una varilla de metal de aporte recubierta con materiales qumicos que proporcionan un fundente y proteccin.

Durante la operacin, el extremo de metal descubierto de la varilla de soldadura (que est en la otra punta de la soldadura) se sujeta en un soporte de electrodos conectado a la fuente de energa. El soporte tiene una manija aislada para que lo tome y manipule el soldador. Las corrientes que se usan regularmente en la SMAW varan entre 30 y 300 A y 15 a 45 V. La seleccin de los parmetros de energa adecuados depende de los metales que se van a soldar, del tipo y longitud del electrodo, as como de la profundidad de penetracin de la soldadura requerida. Por lo general, la soldadura metlica con arco protegido se ejecuta en forma manual y sus aplicaciones comunes incluyen la construccin, instalacin de tuberas, estructuras de maquinaria, construccin de embarcaciones, tiendas de manufactura y trabajos de reparacin. El equipo es porttil y de bajo costo, lo que convierte a la SMAW en el proceso ms verstil y de mayor uso entre los procesos de AW. Los metales base incluyen los aceros, los aceros inoxidables, los hierros fundidos y ciertas aleaciones no ferrosas. No se usa o se emplea rara vez en aluminio y sus aleaciones, al igual que en las aleaciones de cobre y titanio.

La desventaja de la soldadura metlica con arco protegido como operacin de produccin proviene del uso de varillas de electrodos consumibles, porque stos deben cambiarse en forma peridica a causa del desgaste. Otra limitacin es el nivel de corriente que puede usarse, porque la longitud del electrodo vara durante la operacin y sta afecta el calentamiento de la resistencia del electrodo, los niveles de corriente deben mantenerse dentro de un rango seguro o el recubrimiento se sobrecalentar y fundir prematuramente cuando se empiece a usar una nueva varilla de soldadura.

Soldadura metlica con arco elctrico y gas.Soldadura MIG (metal inert gas) es tambin conocida como Gas Arco Metal o MAG La soldadura metlica con arco elctrico y gas. SMAEG (en ingls gas metal arc welding, GMAW) es un proceso en el cual el electrodo es un alambre metlico desnudo consumible y la proteccin se proporciona inundando el arco elctrico con un gas. El alambre desnudo se alimenta en forma continua y automtica desde una bobina a travs de la pistola de soldadura. En la GMAW se usan dimetros de alambre que van desde 0.8 a 6.4 mm, el tamao depende del grosor de las partes que se van a unir y la velocidad de deposicin deseada.

La combinacin del alambre de electrodo desnudo y los gases protectores eliminan el recubrimiento de escoria en la gota de soldadura y, por tanto, evitan la necesidad del esmerilado y limpieza manual de la escoria. Por tal razn, el proceso de GMWA y gas es ideal para hacer mltiples pasadas de soldadura en la misma unin. El proceso MIG opera en DC (corriente continua) usualmente con el alambre como electrodo positivo. Esto es conocido como "Polaridad Negativa" (reverse polarity). La "Polaridad Positiva" (straightpolarity) es raramente usada por su poca transferencia de metal de aporte desde el alambre hacia la pieza de trabajo.

Las corrientes de soldadura varan desde unos 50 Amperios hasta 600 Amperios en muchos casos en voltajes de 15V hasta 32V, un arco auto-estabilizado es obtenido con el uso de un sistema de fuente de poder de potencial constante (voltaje constante) y una alimentacin constante del alambre. Continuos desarrollos al proceso de soldadura MIG lo han convertido en un proceso aplicable a todos los metales comercialmente importantes como el acero, aluminio, acero inoxidable, cobre y algunos otros. Materiales por encima de 0.76 mm de espesor pueden ser soldados en cualquier posicin, incluyendo de piso, vertical y sobre cabeza.La soldadura MIG es un proceso verstil, con el cual se puede depositar soldadura a un rango muy alto y en cualquier posicin. El proceso es ampliamente usado en lminas de acero de bajo y mediano calibre de fabricacin y sobre estructuras de aleacin de aluminio particularmente donde existe un alto requerimiento de trabajo manual o trabajo de soldador.

Beneficios del sistema MIG.

1. No genera escoria.2. Alta velocidad de deposicin.3. Alta eficiencia de deposicin.4. Fcil de usar. 5. Mnima salpicadura.6. Aplicable a altos rangos de espesores.7. Baja generacin de humos.8. Es econmica.9. La pistola y los cables de soldadura son ligeros haciendo ms fcil su manipulacin.10. Es uno de los ms verstiles entre todos los sistemas de soldadura.11. Rapidez de deposicin.12. Alto rendimiento.13. Posibilidad de automatizacin.

Soldadura con arco sumergido.La soldadora con arco sumergido. SAS (en ingls submerged arc welding, SAW), es un proceso que usa un electrodo de alambre desnudo consumible continuo, el arco elctrico se protege mediante una cobertura de fundente granular. El alambre del electrodo se alimenta automticamente desde un rollo hacia dentro del arco elctrico. El fundente se introduce a la unin ligeramente adelante del arco de soldadura, mediante gravedad, desde un tanque alimentador.

El manto de fundente granular cubre por completo la operacin de soldadura con arco elctrico, evitando chispas, salpicaduras y radiaciones que son muy peligrosas en otros procesos de soldadura con arco elctrico. Por tanto, el operador de la soldadura no necesita usar la molesta mscara protectora que se requiere en otras operaciones (pero los anteojos de seguridad y guantes protectores son necesarios).

La parte del fundente ms cercano al arco se derrite y se mezcla con el metal de soldadura fundido, que despus se solidifican en la parte superior de la unin soldada y forman una escoria con aspecto de vidrio. La escoria y los granos de fundente no derretidos en la parte superior proporcionan una buena proteccin de la atmsfera y un buen aislamiento trmico para el rea de soldadura. Esto produce un enfriamiento relativamente bajo y una unin de soldadura de alta calidad cuyos parmetros de resistencia y ductilidad son notables. El fundente no derretido que queda despus de la soldadura puede recuperarse y reutilizarse. La escoria slida que cubre la soldadura debe arrancarse, por lo general mediante medios manuales.

Principio de funcionamiento.La corriente elctrica se conduce entre el electrodo y la pileta fundida a travs de un plasma gaseoso inmerso en el fundente. La potencia la suministra un generador, un transformador rectificador o un transformador y se conduce al alambre (electrodo) a travs del tubo de contacto, producindose el arco entre aquel y el metal base. El calor del arco funde el electrodo, el fundente y parte del metal base, formando la pileta de soldadura que conforma la junta. En todos los equipos de este tipo existe un mecanismo que tracciona el alambre y lo conduce a travs del tubo de contacto y de la capa de fundente hasta el metal base. Los alambres utilizados son generalmente aceros de bajo carbono y de composicin qumica perfectamente controlada; el alambre se encuentra usualmente enrollado en una bobina. El fundente se va depositando delante del arco a medida que avanza la soldadura. Cuando se solidifica, se extrae el exceso para utilizarlo nuevamente y el fundido se elimina mediante un piqueteado. En los equipos modernos existe una aspiradora que absorbe el excedente de fundente y lo enva nuevamente a la tolva de alimentacin.

Diagrama esquemtico del equipo para arco sumergido.

1. Fuente de Poder de CC o CA (100% ciclo de trabajo).2. Sistema de Control.3. Porta carrete de alambre.4. Alambre-electrodo.5. Tobera para boquilla.6. Recipiente porta-fundente.7. Metal base.8. Fundente.9. Alimentador de alambre.

Ventajas y desventajas del proceso.

El arco sumergido, respecto de los otros procesos de soldadura, ofrece las siguientes ventajas:

Las juntas pueden ser preparadas en V con poca profundidad debido a la elevada penetracin del proceso, obtenindose con esto un menor consumo de alambre y fundente. Los procesos de soldadura pueden realizarse a altas velocidades debido a la elevada intensidad con que se opera en la mayora de las aplicaciones. No es necesario proteger al operador de la mquina de la emisin de radiacin, ya que el arco se encuentra sumergido en el fundente, evitndose adems las salpicaduras del metal fundido. El fundente acta como un desoxidante protegiendo el arco y aportando elementos de aleacin al cordn en el caso de emplear fundentes aleados.

Por otro lado, las limitaciones del proceso son:

Muchas soldaduras requieren algn tipo de respaldo para evitar la perforacin del metal base, este respaldo puede ser del mismo material o de un material mucho ms resistente que el anterior. Este proceso conlleva un tiempo de preparacin mayor que otros. Con este sistema generalmente se sueldan piezas a partir de los 5 mm de espesor.La soldadura por arco sumergido ha encontrado su principal aplicacin en los aceros suaves de baja aleacin, aunque con el desarrollo de fundentes adecuados el proceso se ha usado tambin para el cobre, aleaciones a base de aluminio y titanio, aceros de alta resistencia, aceros templados y revenidos y en muchos tipos de aceros inoxidables. Tambin se aplica para recubrimientos duros y reconstruccin de piezas. Es un mtodo utilizado principalmente para soldaduras horizontales de espesores por encima de 5mm, en los que las soldaduras sean largas y rectas. Pueden soldarse espesores hasta doce milmetros sin preparacin de bordes mientras que con preparacin de bordes el espesor mximo a unir es prcticamente ilimitado. Este mtodo es ampliamente utilizado, tanto para soldaduras a tope como en rincn, en naval e industrias de recipientes a presin, estructuras metlicas, tubos y tanques de almacenaje.

PROCESOS DE SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO QUE USAN ELECTRODOS NO CONSUMIBLES.

Soldadura de tungsteno con arco elctrico y gas. La soldadura de tungsteno con arco elctrico y gas, STAEG (en ingls gas tungsten arc welding, GTAW), es un proceso que usa un electrodo de tungsteno no consumible y un gas inerte para proteger el arco elctrico. Con frecuencia, este proceso se denomina soldadura de tungsteno con gas inerte (en ingls tungsten nert gas welding, TIG welding); en Europa se le denomina wolframio con gas inerte (WIG welding). El proceso de GTAW puede realizarse con o sin un metal de relleno.

Cuando se usa un metal de aporte, ste se agrega al pozo de soldadura desde una varilla separada, la cual se funde mediante el calor del arco elctrico. El tungsteno es un buen material para electrodo debido a su alto punto de fusin de 3410 0C. Los gases protectores que se usan normalmente incluyen argn, helio o una mezcla de ellos. El sistema TIG es aplicable a casi todos los metales en un rango amplio de espesores. Tambin se usa para unir diferentes combinaciones de metales distintos. Sus aplicaciones ms comunes incluyen el aluminio y el acero inoxidable. El hierro colado, el hierro fundido, el plomo y el tungsteno son difciles de soldar mediante este proceso. En las aplicaciones de soldadura de acero, la soldadura TIG generalmente es ms lenta y ms costosa que los procesos de soldadura con arco de electrodo consumible, excepto cuando se incluyen secciones delgadas y cuando se requieren soldaduras de muy alta calidad. Cuando se sueldan hojas delgadas con tungsteno y gas inerte a tolerancias muy reducidas no se agrega el metal de aporte. El proceso se ejecuta en forma manual o mediante mtodos de mquina y automatizados para todos los tipos de uniones. Las ventajas del sistema TIG son: su alta calidad, no hay salpicaduras de soldadura debido a que no se transfiere un metal de aporte a travs del arco elctrico y no se requiere limpieza o sta es muy reducida porque no se usa fundente. La fuente de poder para TIG puede ser AC o DC, sin embargo, algunas caractersticas sobresalientes obtenidas con cada tipo, hacen a cada tipo de corriente mejor adaptable para ciertas aplicaciones especficas.

Soldadura por arco de plasma. La soldadura por arco de plasma, SPA (en ingls plasma arc welding, PAW), es una forma especial de la soldadura de tungsteno con arco elctrico y gas en la cual se dirige un arco de plasma controlado al rea de soldadura. En la PAW, se coloca un electrodo de tungsteno dentro de una boquilla especialmente diseada, la cual concentra una corriente de gas inerte a alta velocidad (por ejemplo, argn o mezclas de argn e hidrgeno) dentro de la regin del arco elctrico, para formar una corriente de arco de plasma intensamente caliente a alta velocidad.

Las temperaturas en la soldadura de plasma de arco elctrico son de 2800 0C o mayores, y lo suficientemente altas para fundir cualquier metal conocido. La razn de estas altas temperaturas en PAW (mucho mayores que las de TIG) derivan de la estrechez del arco elctrico. Aunque los niveles de energa normales usados en la soldadura de plasma de arco son menores que los usados en la soldadura de tungsteno con arco elctrico y gas, la energa se concentra mucho para producir un chorro de plasma de un dimetro pequeo y una densidad de energa muy alta.

En aos recientes se usa cada vez ms como sustituto de la TIG en aplicaciones tales como subensambles de automviles, gabinetes metlicos, marcos para puertas y ventanas y aparatos para el hogar. Debido a las caractersticas especiales de la PAW, sus ventajas en estas aplicaciones incluyen una buena estabilidad de arco elctrico, un control de penetracin mejor que en la mayora de los otros procesos de soldadura con arco elctrico, altas velocidades de viaje y una excelente calidad de soldadura. El proceso se usa para soldar casi cualquier metal, incluyendo el tungsteno. Sin embargo, hay metales difciles de soldar con la PAW, entre estos se incluyen el bronce, el hierro colado, el plomo y el magnesio. Otras limitaciones son el equipo costoso y un tamao de soplete ms grande que para las otras operaciones de soldadura con arco elctrico, lo cual tiende a limitar el acceso en algunas configuraciones de unin.

OTROS PROCESOS DE SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO Y RELACIONADOS.La soldadura con electrodo de carbono.SEC (en ingls carbn arc welding, CAW), se define como un proceso de soldadura con arco elctrico que utiliza un electrodo de carbono (grafito) no consumible. El proceso con arco elctrico de carbono se usa como una fuente de calor para soldadura fuerte y para reparar coladores de acero. Tambin se aplica algunas veces para depositar materiales resistentes al desgaste sobre superficies.

La soldadura de esprragos. SE (en ingls stud welding, SW), es un proceso especializado de soldadura con arco elctrico para unir pernos o componentes similares a partes bsicas. Las aplicaciones incluyen sujetadores roscados para fijar manijas en utensilios de cocina, aletas de radiacin de calor en maquinaria y situaciones de ensamble similares. En operaciones de alta produccin, la soldadura de esprragos generalmente tiene ventajas sobre los remaches, las uniones soldadas con arco elctrico en forma manual y las aberturas taladradas y enroscadas.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS APLICADOS A SOLDADURAEstas imperfecciones naturales del material y las dificultades cuando se realiza la soldadura en condicionesdifciles, posiciones incomodas, sumadas a las discontinuidades que se puedan presentar en los trabajos, requieren unanlisisy estudio que se realiza mediante los ensayos no destructivos. En los ltimos aos han tenido gran auge, pues permiten evaluar y calificar la calidad del procedimiento realizado. Acontinuacinse explicaran los ensayos no destructivos ms comunes y aplicados en laevaluacinde soldaduras.ENSAYO VISUAL (VT)Es una de las pruebas no destructivas ms utilizadas, gracias a ella, es posible obtener informacin inmediata de la condicin superficial de los materiales que estn siendo evaluados ya que permite observar muchas caractersticas de una unin soldada, algunas relacionadas con las dimensiones y otras acerca de la presencia de discontinuidades dentro de las piezas soldadas.Como su nombre lo dice, el ensayo o inspeccin visual consiste en recorrer detenidamente la superficie, en este caso de la soldadura y con la ayuda de una lupas, linterna, espejo tipo odontolgico,galgas e instrumentos de medicin como flexometros y reglas, e identificar discontinuidades ydeterminar si dicha unin tiene una calidad adecuada para su aplicacin. Para definir esto el inspector comparara lo observado con las caractersticas y criterios de aceptacin de calidad en soldadura, los cuales provienen de diversas fuentes, como dibujos de fabricacin que muestren el tamao de los cordones permitido, su longitud precisa y ubicacin requerida. Estos requisitos dimensionales han sido establecidos a travs de clculos tomados de diseos que cumplen los y estndares de la unin soldada.Dentro del proceso de inspeccin visual, el tamao de la soldadura es muy importante, ya que afecta directamente la resistencia mecnica de la unin y sus relativas consecuencias en caso de no ser adecuado. Las discontinuidades en los cordones son muy importantes ya que son las imperfecciones interiores o adyacentes a la soldadura las que disminuyen la resistencia para la cual fue diseada. Las discontinuidades, de inaceptables dimensiones y localizacin, se denominan defectos de soldadura, y pueden ser causas falla prematura.A pesar de que este ensayo sea practicado por personal altamente calificado, por ser de tipo visualsolo permite reconocer discontinuidades que aparecen sobre la superficie por lo tanto muchas veces requiere tcnicas de ensayos no destructivos complementarias.

Inspecciones Visuales con la ayuda de elementos de medida.LIQUIDOS PENETRANTES (PT)Este tipo de ensayo es empleado para detectar e indicar discontinuidades abiertas a la superficie en materiales slidos no porosos y se puede aplicar perfectamente para la examinacion de los acabados de soldadura.El mtodo o prueba de lquidos penetrantes es basado en el principio fsico conocido como capilaridad, el cual consiste en los fluidos gracias asu tensin superficial originan una cohesin entre las molculas superficiales y resisten una determinada tensin. De esta manera, un primer lquido con baja tensin superficial penetra los poros y es retenido en las discontinuidades y fisuras. Como dato importante la penetracin ocurre independientemente de la orientacin de las grietas, ya que no es la gravedad la que hace introducirse el lquido en la discontinuidad.Posteriormente se limpia y se aplica un lquido absorbente, comnmente llamado revelador que es de color diferente al lquido penetrante, de esta manera se incrementa la evidencia de las discontinuidades, tal que puedan ser vistas ya sea directamente o por medio de una lmpara o luz negra.

Procedimiento para ensayo delquidospenetranteLos diferentes parmetros que se deben tener en cuenta al momento de la realizacin de este ensayo son inicialmente la limpieza.Consiste en eliminar de la zona a inspeccionar cualquier resto de contaminante que dificulte, tanto la entrada del penetrante en las discontinuidades como la posterior eliminacin del que queda sobre la superficie. La limpieza se puede realizar con detergente, disolvente, vapor desengrasante, limpiadores alcalinos, ultrasonidos, decapantes, ataque acido o mediante medios mecnicos.Posteriormente se lleva a cabo la aplicacindel lquidocubriendo la superficie a inspeccionar, dependiendo de la forma y el tamao de la pieza, el penetrante se puede aplicar por inmersin, brocha o pincel o por pulverizacin. Hay un tiempo de penetracin necesario para que dicho lquido pueda llenar por capilaridad las discontinuidades.Despus se limpia el exceso de lquido. Existen penetrantes lavables con agua, penetrantes post-emulsionables y penetrantes eliminables con disolvente. Se procede a secar la superficie evaluada y se aplica el revelador en forma seca o finamente pulverizado en una suspensin acuosa o alcohlica de rpida evaporacin. Existen varias tcnicas recomendadas para una aplicacin eficaz de los distintos tipos de reveladores. Estas son mediante espolvoreado, inmersin, lecho fluido y pulverizacin. La fina capa de revelador absorbe el lquido penetrante retenido en las discontinuidades llevndolo a la superficie para hacerlo visible, pudiendo as registrar y evaluar las indicaciones. Hay diferentes tcnicas de interpretacin y evaluacin segn sea el tipo de lquido penetrante utilizado, as como mtodos de fijado y registro de las indicaciones obtenidas.Finalmente se limpiala superficie,tratando de eliminar los restos de todos los agentes qumicos empleados, para prevenir posibles daos de la pieza cuando vuelva a ser utilizada.Entre las piezasmetlicas que se pueden ensayar con esta tcnica, se encuentran principalmente los metales noferromagnticos comoaceros inoxidables, aluminio y sus aleaciones, cobre, bronce, latones, etc.Losmetales ferromagnticos, como el acero al carbono y los aceros aleados, tambin se pueden inspeccionar por lquidos penetrantes, aunque suele ser ms ventajosa su inspeccin por partculas magnticas.PARTCULASMAGNETICAS (MT)Un flujo magntico es enviado a travs del material y en el lugar de la imperfeccin se forma un campo de fuga que atrae el polvo de hierro que se roca sobre la superficie, asi la longitud de la imperfeccin puede ser determinada de forma muy confiable.La prueba de Partcula magntica no indica la profundidad de la imperfeccin y los criterios de aceptacin definen si la indicacin es o no aceptable, es decir si se trata de un defecto o no.En el ensayo no destructivo de partculas magnticas inicialmente se somete a la pieza a inspeccionar a una magnetizacin adecuada y se espolvorea partculas finas de material ferromagntico. As es posible detectar discontinuidades superficiales y sub superficiales en materiales ferromagnticos. Cuando un material ferromagntico se magnetiza, aplicando a dos partes cualesquiera del mismo los polos de un imn, se convierte en otro imn, con sus polos situados inversamente respecto del imn original. La formacin del imn en la pieza a ensayar implica la creacin en su interior de unas lneas de fuerza que van desde el polo del imn inductor al otro, pasando por una zona inerte denominada lnea neutra. Estas lneas de fuerza forman un flujo magntico uniforme, si el material es uniforme. Sin embargo, cuando existe alguna alteracin en el interior del material, las lneas de fuerza se deforman o se producen polos secundarios. Estas distorsiones o polos atraen a las partculas magnticas que se aplican en forma de polvo o suspensin en la superficie a inspeccionar y que por acumulacin producen las indicaciones que se observan visualmente de manera directa o bajo luz ultravioleta.

Aparato para realizacin de ensayos de partculas magnticas llamado Joke.Es importante conocer que las lneas de fuerza de un campo magntico inducido siguen la orientacin de la regla de la mano derecha de forma que si se agarra con dicha mano una varilla orientando el dedo pulgar en el sentido de la corriente, los dems dedos indican la direccin de las lneas de fuerza. Esto quiere decir que cuando se aplica una corriente a una barra magntica, se generan corrientes circulares transversales muy apropiadas para detectar defectos longitudinales. Esto es debido a que el descubrimiento de las heterogeneidades del material se produce cuando dichos defectos son perpendiculares a las lneas del campo magntico. Si por el contrario, la barra tuviese grietas transversales sera necesario inducir campos magnticos transversales. Esto indica que para hacer una buena inspeccin, se deben aplicar dos campos magnticos, perpendiculares entre si, para asegurarse de que se atraviesan todas las heterogeneidades del material.La profundidad del campo magntico inducido por una corriente elctrica es tanto mayor cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente. Por tanto, con corriente continua se pueden llegar a detectar discontinuidades de hasta 6mm de profundidad, mientras que con corriente alterna (50Hz) slo se lograrn detectar discontinuidades que se encuentren a una profundidad inferior a 0,5mm. Sin embargo, la corriente alterna presenta un mejor comportamiento para la deteccin de heterogeneidades superficiales, debido a que la alternancia de los campos magnticos somete a las partculas magnticas a una intensa agitacin que facilita su atraccin por los campos de fuga. En lo que se refiere a corrientes rectificadas, la corriente monofsica rectificada conserva la alternancia de intensidad sometiendo a las partculas a una intensa agitacin mientras que la corriente trifsica rectificada se comporta prcticamente como si fuera corriente continua.

La corriente de cada ensayo debe determinarse en el procedimiento correspondiente. La intensidad de la corriente elctrica debe ser la adecuada para permitir la deteccin de todas las heterogeneidades superficiales y sub superficiales relevantes. Debe tenerse en cuenta que una intensidad excesiva produce sobresaturacin magntica, dando lugar a indicaciones errneas; mientras que una intensidad baja genera campos de fuga dbiles incapaces de atrapar las partculas.Como partculas magnticas se utilizan limaduras u xidos de hierro, de tamao comprendido entre 0,1 y 0,4mm, con colores que ayuden a mejorar el contraste como son el negro, rojo y verde. Tambin se utilizan partculas fluorescentes, que suelen proporcionar una posibilidad de localizacin de hasta 100 veces ms que las visibles, si se aplican por va hmeda. Normalmente se emplean partculas de varios tamaos mezcladas en una proporcin idnea teniendo en cuenta que las ms pequeas y alargadas aumentan la sensibilidad y las ms gruesas y redondas ayudan a detectar grandes discontinuidades y arrastran a las ms pequeas evitando que se formen falsas indicaciones.Todos los materiales ferromagnticos sometidos a un campo magntico conservan, despus de cesar la accin del campo, un cierto magnetismo, llamado remanente o residual, que puede ser perjudicial. Existen varios procedimientos para llevar a cabo la desmagnetizacin, cuyo fundamento se explica mediante el concepto de histresisy todos ellos operan, de forma general, sometiendo a la pieza a un campo magntico alterno cuya intensidad va gradualmente decreciendo hasta anularse. El mtodo ms extendido es el de la des magnetizacin con bobina de corriente alterna, que consiste en colocar la pieza en el interior de una bobina por la cual circula corriente alterna alejndola lentamente hasta unos 2m. A esa distancia se considera que la influencia del campo es nula y se corta la corriente.Este ensayo se puede aplicarse a piezas de tamao y forma variables as como en superficies con acabados soldados y entodo tipo de metales ferrosos, tales como acero alcarbono, acero de baja aleacin.

La gran limitacin es que nicamente detecta discontinuidades perpendiculares al campo y nicamente se puedeaplicaren materiales ferromagnticos. Lacapacidad de penetracin sigue siendo limitada. En cuanto almanejo del equipo en campo puede ser costoso y lento.

RADIOGRAFAY RAYOS X(RT)La radiografa es un mtodo de inspeccin no destructiva que se basa en la propiedad de los rayos X o Gamma de atravesar materiales opacos a la luz sin reflejarse ni refractarse, produciendo una impresin fotogrfica de la energa radiante transmitida. Dichas radiaciones X o Gamma inciden sobre la pieza a inspeccionar, que absorber una cantidad de energa radiante que depende de la densidad, la estructura y la composicin del material.Estas variaciones de absorcin son detectadas y registradas como se menciona anteriormente en una pelcula radiogrfica obtenindose una imagen de la estructura interna de una pieza. Las radiaciones electromagnticas de los rayos X se propagan a la velocidad de la luz (300.000 km s-1), aunque tienen menor longitud de onda, mayor energa y ms penetracin no sufren desviacin alguna por efecto de campos magnticos o elctricos ya que no son partculas cargadas, ni sus espines estn orientados por lo cual se propagan por tanto en lnea recta y excitan la fosforescencia e impresionan una placa fotogrfica.Gracias a este tipo de ensayo no destructivo, los defectos de los materiales como grietas, bolsas, inclusiones, absorben las radiaciones en distinta proporcin que el material base, de forma que estas diferencias generan detalles de contraste claro-oscuro en. Esto es lo que permite identificar defectos en la inspeccin de una soldadura por radiografa. Para facilitar la labor se usan colecciones de radiografas patrn, en las cuales los defectos estn claramente identificados para unas condiciones dadas de tipo de material y tipo de soldaduraPara realizar el ensayo radiogrfico se pueden utilizar fundamentalmente dos tipos de fuentes. La primera mediante generadores de rayos x queconstan de un cilindro de alimentacin donde se ha hecho el vaco previamente y que presentan un ctodo que al calentarse emite electrones. Estos electrones se aceleran por medio de un campo elctrico hacia el nodo sobre el que inciden con una alta energa. Solamente el 1% de esta energa se transforma en rayos X, transformacin que tiene lugar en el foco trmico. Tambin se pueden obtener los rayos X mediante fuentes isotpicaslas cuales estn constituidas fundamentalmente por una fuente radiactiva, un dispositivo para exponer dicha fuente y un blindaje. La fuente radiactiva consta de una determinada cantidad de istopo radiactivo que se descompone de forma natural dando lugar a la radiacin gamma.Con esta prueba aumenta laposibilidadde evaluar mejor los defectos presentes en la soldadura.Existe unanormatividad existente que corresponde a la UNE 14011, la cual describe los tipos 7 de defectos mayormente detectables con los rayos X sobre las uniones soldadas. Los defectos ms fcilmente detectables son aquellos cuya mxima dimensin est orientada en la direccin de propagacin de los rayos X. Son difcilmente detectables los defectos de poco espesor, aunque sean muy extensos, dispuestos perpendicularmente a la direccin de las radiaciones. Por este motivo el objeto debe ser examinado en distintas direcciones.

Cavidades, porosidades o sopladuras:Este tipo de defecto, al tener menor densidad que el metal, se dejan atravesar ms fcilmente por la radiacin, formando unas impresiones oscuras redondeadas. Se observa que a veces se unen varios poros formando rosarios.

Defecto de porosidadpresente en laradiografa. Inclusiones solidas de escorias:Estos defectos debido a su baja permeabilidad, debilitan enrgicamente los rayos X, dando unas impresiones inciertas, irregulares y desdibujadas. En algunos casos aparecen alineadas. La importancia del defecto depende del tamao de la inclusin y la distancia que existe entre ellas, ya que si estn prximas, la resistencia del material se reduce mucho. Dado que las escorias provienen del revestimiento y no tienen las propiedades mecnicas del metal base. las causas de estas apariciones son la falta de limpieza de los cordones en soldaduras en varias pasadas, cordones mal distribuidos, inclinacin incorrecta del electrodo y baja intensidad de corriente en el electrodo.

Defecto de escoria presente en laradiografa. Fisuras omicro grietas:Pueden ocurrir longitudinalmente o transversalmente. Aparecen en la placa como lneas oscuras, onduladas, de grueso variable y ramificadas. Las grietas ms peligrosas son las superficiales y orientadas en la direccin perpendicular a la de mxima solicitacin del material. Este defecto inhabilita la soldadura. Falta de penetracin:Forma impresiones longitudinales en el centro y a lo largo de la soldadura. El espacio interno no ocupado por el metal de aportacin, es origen de fuertes tensiones, adems de resultar un lugar idneo para que se inicien procesos de corrosin localizada. Sus causas ms frecuentes son separacin de bordes incorrecta; dimetro del electrodo demasiado grueso, excesiva velocidad de avance del electrodo, baja intensidad de corriente de soldadura.

Defecto de falta de penetracin presente en laradiografa. Falta de fusin o despego:Resulta parecida a las inclusiones de escorias pero alineadas que aparecen como imgenes oscuras de trazo rectilneo y forma uniforme. La causa fsica de este tipo de defectos es que no se alcanza la temperatura adecuada para la fusin del metal de aporte con el metal base y por tanto no se consigue el proceso metalrgico de soldar, quedando afectada la unin.

Defecto de falta de despego presente en laradiografa.

Mordeduras:Forman sobre la placa sombras oscuras a los lados de la costura de trazo rectilneo y ancho uniforme. Este defecto produce una entalla fsica que puede dar origen a roturas. las causas ms comunes en el electrodoson cuando este es demasiado grueso, la inclinacin inadecuada del electrodo, excesiva intensidad de corriente al soldar

Defecto de mordedura presente en laradiografa.

Exceso depenetracin:Forma sobre la placa sombras ms blancas longitudinalmente y centradas en la costura. Es el defecto contrario a la falta de penetracin y puede ser muy grave cuando circula un lquido por el interior de un tubo y puede chocar con el exceso de metal del descuelgue. las causas ocurre por separacin del borde excesiva, intensidad demasiado elevada al depositar el cordn de raz, velocidad muy pequea de avance de la junta o mal diseo del electrodo

Simbologa del exceso depenetracin

ULTRASONIDO (UT)El ensayo de ultrasonidos es un mtodo de ensayo no destructivo que se basa en el uso de una onda acstica de alta frecuencia, no perceptible por el odo humano, que se transmite a travs de un medio fsico, para la deteccin de discontinuidades internas y superficiales o para medir el espesor de paredes. Para llevarlo a cabo se utiliza un material piezoelctrico insertado dentro de un palpador. Ese cristal piezoelctrico transmite a la pieza una onda ultrasnica que se propaga a travs de la pieza. Al incidir con una superficie lmite, ya sea una discontinuidad o el borde de una pieza, tiene lugar la reflexin de la onda. La onda reflejada es detectada por el mismo cristal, originando una seal elctrica que es amplificada e interpretado en forma de eco por el equipo de medida. La posicin de este eco en la pantalla del equipo es proporcional al tiempo de retorno de la seal y al espacio recorrido por la seal hasta la superficie lmite.El equipo necesario para llevar a cabo una inspeccin por ultrasonidos est compuesto por un equipo generador y receptor de impulsos. Existe una gran variedad de equipos dada la amplia diversidad de aplicaciones de los ultrasonidos, pero todos ellos disponen de unos circuitos electrnicos especiales que permiten transmitir al cristal piezoelctrico una serie de pulsos elctricos controlados transformados por l mismo en ondas ultrasnicas. Estas seales captadas por el cristal se muestran en una pantalla, en forma de pulsos luminosos (ecos) que deben ser regulados tanto en amplitud como en posicin para poder ser interpretados como registro de las discontinuidades.Equipo de ultrasonido marca Olympus.

PRUEBAS DESTRUCTIVAS Las pruebas destructivas que se realizan en el campo de las construcciones soldadas se conducen principalmente con la finalidad de calificar procedimientos de soldadura y habilidad de soldadores y operadores, as como para el control de calidad de las juntas soldadas y del metal base Las pruebas con ms frecuencia se emplean en la aplicacin son tratadas con las normas ANSI/AWS B4.0. Mtodo estndar para pruebas mecnicas de soldadura y ASTM A370, Mtodos Estndar y definiciones para pruebas mecnicas de productos de Acero.Los ensayos, pruebas o exmenes destructivos pueden definirse como aquellos en los cuales se destruye o inutiliza el espcimen probado.La pruebas destructivas a que se someten las juntas y productos soldados se pueden clasificas en mecnicas, qumicas y metalografas, y cada una de estas clasificaciones incluye un nmero relativamente grande de pruebas particulares para satisfacer los requisitos especificados. Pruebas mecnicasEstas pueden definirse como aquellas que se emplean para determinar propiedades mecnicas, tales como la resistencia, la tenacidad y la ductilidad. Por su parte las propiedades mecnicas de un material son aquellas que estn relacionadas con sus reacciones elsticas o inelsticas (plastias) cuando se le aplica una fuerza, o aquellas que involucran la relacin entre esfuerzo y deformacin. Las pruebas mecnicas involucran la deformacin plstica o permanente del especien probado e indican si este es apropiado para servicio mecnico determinado.

Las pruebas mecnicas que se realizan con ms frecuencia son las siguientes: Tensin Doblado Dureza Impacto Fatiga Termo fluenciaPruebas de tensin Las pruebas de tensin se emplean para determinar la resistencia de los materiales bajo esfuerzos de traccin tambin sirven para evaluar la ductilidad de los materiales.Durante las pruebas de tensin se determinan las siguientes propiedades: Resistencia a la tensin, que es el esfuerzo de traccin mximo de un material es capaz de soportar, tambin se le llama resistencia ultima. Se calcula dividiendo la carga mxima (la de rotura) durante la prueba entre el rea de la seccin transversal original del espcimen. Resistencia de fluencia o cadencia, es el esfuerzo (de ingeniera) al cual, de manera convencional se considera que comienza la elongacin plstica del material. Elongacin, es el incremento medido en la longitud calibrada del espcimen ensayado, por lo general se expresa como un porcentaje de la longitud calibrada original. Reduccin de rea, es la diferencia entre las areas de las secciones transversales del espcimen, la original y la ms pequea despus de realizado el ensayo. Se expresa como un porcentaje del rea de la seccin transversal original.

Una gran parte del diseo de los productos (incluyendo las partes y equipos soldados) est basado en las propiedades de tensin de los materiales empleados, por lo que la realizacin de la pruebas para determinarlas es de importancia vital. En el campo de las construcciones soldadas, las pruebas de tensin se emplean para ensayar metales base, metal de soldaduras y juntas soldadas, las cuales incluyen regiones de metal base, metal depositado de soldadura y zonas trmicamente afectadas. Las pruebas de tensin de los especmenes obtenidos de cupones de calificacin de procedimientos de soldadura sirven para demostrar que las juntas soldadas que se puede obtener con el procedimiento (calificado) tienen las propiedades de tensin iguales o superiores a los metales base soldados.Otras pruebas de tensin que se emplean con frecuencia son: tensin a corte para determinar la resistencia al corte de las soldaduras de filete y en juntas obtenidas por medio de la soldadura fuerte, y pruebas de tensin a corte para soldaduras por puntos.Los criterios de aceptacin para los resultados de las pruebas de tensin que se requieren para los metales base estn contenidos en las especificaciones aplicables (ASTM o API, por ejemplo), mientras que los criterios relacionados con aspectos como la resistencia que deben tener las juntas de cupones de prueba para calificar procedimientos de soldaduras estn establecidos en las normas correspondientes. As, el cdigo AWS D1.1 para soldadura estructural de Acero, en la seccin 4,calificacion, especifica las dimensiones de los especmenes y los criterios de aceptacin.

Pruebas de Doblado Las pruebas de doblado se emplean para evaluar la ductilidad y sanidad (ausencia de efectos) de las juntas soldadas, y la ductilidad por lo general se juzga verificando si el espcimen se fracturo o no bajo condiciones especificadas de prueba.Estas pruebas consisten en doblar o plegar un espcimen bajo cargas aplicadas gradual y uniformemente, aunque a veces tambin se aplican mediante impactos. Hay cuatro tipos de pruebas de doblado: libre, guiado, semi guiado y doblez alrededor.Las pruebas de doblado guiado se usan como parte del proceso de calificacin de procedimientos de soldadura y habilidad de soldadores y operadores de equipo para soldar. Los especmenes de doblado guiado pueden ser Longitudinales o transversales al eje de la soldadura, y estos ltimos, dependiendo de la superficie que se somete a la tensin durante la prueba, puede ser de doblado de cara, raz o lateral. La siguiente figura ilustra un dispositivo para realizar este tipo de pruebas.Los resultados de las pruebas de doblado que se practican a los especmenes tomados de los cupones de pruebas de calificacin de procedimientos y de habilidad del personal de soldadura indican, respectivamente, lo siguiente: si el procedimiento de soldadura propuesto (en el proceso de calificacin) es capaz de producir juntas soldadas con los niveles de ductilidad mnimos especificados por las normas aplicables, y que los soldadores o los operadores de equipos de soldar son capaces de depositar metal de soldadura sin defectos y con el nivel de ductilidad requerido.

Pruebas de dureza La dureza es la resistencia que ofrece un material a la deformacin permanente, a la depresin (indentation) o al rayado; puede considerarse como la resistencia que ofrece un metal a ser penetrado. Las pruebas de dureza se emplean en la evaluacin de metales base, metal de soldadura depositado y zonas afectadas trmicamente. Las mediciones de dureza pueden proporcionar informacin acerca de los cambios metalrgicos causados por las operaciones de soldadura. En los aceros simples al carbono y en los de baja aleacin, una dureza alta por lo general indica la presencia de martensita en la zona afectada trmicamente, mientras que valores bajos de dureza pueden indicar condiciones de soldadura en las cuales el material se reblandeci debido a efectos similares a los producidos por el tratamiento trmico de revenido, o aun el de recocido.Los mtodos de prueba de dureza que se emplean en los metales son los siguientes: Brinell Vickers Knoop Rockwell (varias escalas)Los mtodos de prueba de dureza a emplear en una aplicacin especfica dependen de factores como la dureza o resistencia del metal, el tipo de metal o aleacin y su espesor y la informacin requerida. Hay mtodos de prueba y escalas de dureza apropiadas para cubrir diferentes necesidades. Tambin hay pruebas de microdureza Vickers y Knoop adecuadas para medir la dureza de las juntas soldadas en sus diferentes Regiones (metal base, metal de soldadura depositado y zonas trmicamente afectadas).

Prueba de impacto Los metales se comportan de manera dctil o de manera frgil, esto es experimentan deformaciones plsticas relativamente elevadas antes de fracturar, o fracturan con muy poca o ninguna deformacin plstica. Algunos aceros que durante las pruebas de tensin o de doblado han mostrado comportamiento dctil, pueden no comportarse de una misma manera cuando se les somete a otros tipos de prueba mecnica, o bajo condiciones de servicio. De hecho, se han registrado muchos casos en los cuales, metales considerados dctiles (a juzgar por los resultados de las pruebas de tensin y de doblado), han fracturado de manera frgil (con muy poca o ninguna deformacin plstica y requiriendo muy poca energa), por lo que tenacidad y ductibilidad se consideran propiedades distintas.

Adicionalmente, algunos metales, en un cambio de comportamiento (de dctil a frgil) en el modo de falla al descender la temperatura, al tener muescas o ranuras o por la forma de la aplicacin de las cargas. Las pruebas apropiadas para evaluar este tipo de propiedades y comportamiento son las pruebas de tenacidad.Tenacidad con respecto a la fractura (fracture toughness) es un trmino genrico empleado para referirse a la resistencia de los metales en relacin con la extensin de las grietas. La propagacin de las grietas requiere de una fuente de energa, misma que, en las estructuras en servicio, procede de la energa de deformacin elstica almacenada, y en los ensayos de tenacidad en fractura, es producida en la mquina de prueba.Los mtodos comunes de prueba para medir esta tenacidad en las juntas soldadas son: impacto charpa en la probeta con ranura en V, desgarre dinmico, la tenacidad de la fractura en plano de deformacin (plane strain fracture toughness) y cada de peso (drop weight).La prueba de tenacidad ms empleada es el impacto Charpy en probeta con ranura V; su utilidad radica en que puede reproducir el cambio de comportamiento dctil a frgil de los aceros en casi el mismo intervalo de temperaturas que las observadas en las condiciones reales de servicio de estructuras o componentes, cosa que no sucede en los ensayos de tensin ordinarios, en los que la trasmisin dctil-frgil ocurre a temperaturas mucho ms bajas. Sin embargo es necesario tener en cuenta que los resultados de esta prueba no pueden ser usados directamente para valorar el comportamiento de una estructura o equipo.El procedimiento de prueba, los detalles sobre las dimensiones de los especmenes y otros aspectos clave pueden consultarse en las normas ASTM A370 y AWS B4.0. Los resultados generalmente se reportan en trminos de energa absorbida por los especmenes (en libras-pie o en Joules), aunque tambin desuelen reportar como el porcentaje de fractura frgil y la expansin lateral. Para metales como los aceros al carbono y de baja aleacin, que exhiben en un cambio en el modo de falla al descender la temperatura, es comn conducir la prueba a varias temperaturas, y determinar la temperatura de transicin, la cual se define de varias maneras, dos de las cuales son: la temperatura ms bajas a la cual la fractura del espcimen exhibe una estructura fibrosa, y la temperatura correspondiente al vapor de energa igual al 50% de la diferencia entre los vapores obtenidos a 100 por ciento y 0 por ciento de fractura de apariencia fibrosaEsta prueba por lo general se usa para especificar los criterios mnimos de aceptacin con que deben cumplir los metales base y de aporte. Es comn que los criterios de aceptacin estn fijados en trminos de los valores mnimos de absorcin de energa que deben satisfacer los metales a una temperatura particular.En ciertas situaciones, algunas normas de construccin requieren que los procedimientos de soldadura tambin se califiquen con pruebas de impacto charpy en especmenes tomados del metal de soldadura y de la zona trmicamente afectada; igualmente, hay requisitos de norma para la realizacin de pruebas de impacto de soldaduras de produccin. En tales casos, la norma en cuestin especifica las condiciones en las que estas pruebas son un requisito a cumplir y los criterios de aceptacin.Dos situaciones en las que es un requisito incluir pruebas de impacto Charpy en la clasificacin de procedimientos de soldadura son: Cuando una seccin de diseo y construccin del Cdigo ASME para calderas y recipientes a presin (la seccin VIII, Divisin I, por ejemplo) especifica requisitos de resistencia al impacto para el metal base a usarse. En este caso, las variables esenciales suplementarias identificadas en la seccin IX del cdigo deben considerarse en la calificacin o recalificacin de los procedimientos. En el caso del cdigo AWS D1.1, cuando es requerido por los dibujos o las especificaciones del contrato

Pruebas QumicasLas pruebas qumicas se emplean con dos propsitos principales: determinar la composicin qumica de metales base y metales de soldadura depositada y para evaluar la resistencia a la corrosin de las juntas soldadas.La composicin de los metales base y los electrodos y metales de aporte, o el metal de soldadura depositado por estos ltimos (durante pruebas estandarizadas) es determinada por los fabricantes de dichos productos, y es un requisito que estos proporcionen los reportes o certificados de composicin qumica correspondientes que demuestren que tales productos cumplen con los requisitos especificados por las normas aplicables, cumplimiento que debe ser verificado por el inspector de soldadura. En las situaciones en las cuales es necesario determinar la composicin del metal de soldadura depositado durante la aplicacin de soldaduras de produccin o construccin, tal tarea debe ser llevada a cabo por el contratista o fabricante de los productos soldados, y el inspector debe asegurarse que tal composicin es la especificada o la apropiada.Existe una gran cantidad de mtodos y tcnicas sobre el anlisis qumico y la obtencin de las muestras representativas que han de someterse a anlisis. Las normas para realizar estas actividades estn referidas en las especificaciones de cada material, y los volmenes No 03.05 y 03.06 de la seccin 3 de ASTM contienen una coleccin completa de estos.En cuanto a las pruebas de corrosin de juntas soldadas, pueden decirse que estas son necesarias debido a que muchos equipos y componentes (fabricados por medio de operaciones de soldadura) destinados a las industrias qumicas y de refinacin de petrleo, entre otras, operan en una gran variedad de ambientes, algunos de los cuales son corrosivos. Por otra parte, la resistencia a la corrosin de juntas soldadas puede diferir mucho de aquella de los metales base no soldados debidos que en las primeras, las regiones del metal depositado y la zona afectada trmicamente tiene estructuras metalrgicas y niveles de esfuerzos residuales diferentes a las del metal base, y el metal depositado tambin tiene una composicin qumica diferente.La corrosin, definida como el deterioro de un metal debido a la reaccin qumica o electroqumica con su ambiente, puede atacar de manera uniforme a la junta soldada, o atacar de manera preferencial el metal base, el de soldadura o la zona afectada trmicamente, y pueden ocurrir varios tipos o mecanismos de corrosin; picadura o corrosin diseminada (pitting), corrosin en lnea (line corrosin), corrosin generalizada (general corrosin), ranuramiento (grooving), corrosin galvnica (galvanic corrosion) ataque de hidrogeno (hydrogen attack), fragilizacion causada por hidrogeno (hydrogen embrittlement) y agrietamiento por corrosin bajo esfuerzo (stress corrosin cracking).Las normas sobre las pruebas de corrosin ms empleadas se pueden consultar en el volumen 03.02, Desgaste y Erosin; corrosin de metales de la seccin 3 de ASTM, aunque para aplicaciones particulares relacionadas con juntas soldadas, existen normas especficas que tratan sobre pruebas y mtodos de control de corrosin, algunas de estas se citan a continuacin:

Norma NACE TM0284, evaluacin de la resistencia al agrietamiento inducido por hidrogeno (HIC) en aceros para Lneas de Tubera y Recipientes a Presin. Norma NACE TM177, Pruebas de Laboratorio para la Resistencia al Agrietamiento Ambiental en Ambientes de H2S. Prctica Recomendada Estndar NACE RP0472 Mtodos de Control para Prevenir Agrietamiento Ambiental en Servicio de Ensambles Soldados de Acero al Carbono en Ambientes Corrosivos en la Refinacin de Petrleo. Norma NACE MR0175, Materiales Metlicos Resistentes al Agrietamiento de Sulfuro bajo Esfuerzo, para Equipo Petrolero.

CONCLUSIONES

Los ensayos no destructivos nos garantizan la integridad de la soldadura, no se producen daos en el rea soldada. Una de las limitantes de ambos tipos de pruebas es el alto costo de los instrumentos para la realizacin de este tipo de pruebas. Las pruebas destructivas nos proporcionan mayor exactitud en la obtencin de los resultados. Los ensayos donde las piezas estudiadas no sufren ningn dao o es nulo, resultan ms prcticas a la hora de evaluar una soldadura.