LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Técnica de inspección visual
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Informe de Laboratorio “INSPECCIÓN VISUAL DE LA PIEZA DE ENTRENAMIENTO”
Estudiantes:
SHARYS IVONN VARELA LARROTTA - 2111288 JHOAN SEBASTIAN GUZMÁN HERNÁNDEZ - 2102316
Profesor: CARLOS ANDRES GALAN PINILLA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES BUCARAMANGA 2015
LABORATORIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Técnica de inspección visual
OBJETIVO GENERAL
Observar mediante la técnica de inspección visual un cordón de soldadura entre dos placas de aceros, para identificar y analizar los diferentes defectos producidos durante el proceso. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Determinar la aceptación de los diferentes defectos encontrados en el cordón de soldadura siguiendo las normas AWS D1.1-2004 y GTC 110-2004. 2. Determinar el tipo de Soldadura empleado en el material.
RESULTADOS Y ANÁLISIS
Durante la practica realizada de observo y se analizó la unión por proceso de soldadura de dos láminas de acero. Antes de dar inicio a la inspección visual se midió la iluminación. Equipo tapado: 8pies de Candela Equipo abierto: 40 pies de Candela Iluminación: 40-8: 32 pies de candela: 1 pie candela: 10,76 lux Iluminación: 344.32 lux La figura 1 muestra el material cómo fue recibido. Las dos placas de acero parecen ser del mismo material y presentan óxidos en su capa superficial por estar expuestas al aire. El cordón de soldadura presente en el material tiene una dirección de soldadura de derecha – izquierda (en dirección de la marca P1 en la placa de la figura1) muy posiblemente con un ángulo de ataque por la forma en que se encuentra depositado el material de aporte en el cordón.
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Figura 1: Pieza de entrenamiento como recibida.
Antes de realizar la limpieza de pieza se realizó una inspección visual donde solo fue posible observar algunas porosidades a lo largo del cordón de soldadura, Posteriormente se realiza la limpieza con agua y jabón para observar más fácilmente las posibles discontinuidades o defectos presentes en el cordón producidos durante la soldadura. Primero se inspeccionó el pie de la soldadura donde se encontraron los siguientes defectos: Porosidad agrupada. Chisporroteo. Superposición (solape) Discontinuidad del cordón. Discontinuidad en la zona afectada por el calor.
Luego se inspecciono la raíz de la soldadura y se encontraron los siguientes defectos: Socavadura Penetración excesiva de las láminas. Material de aporte excesivo.
La figura 2 presenta las discontinuidades o defectos encontrados en el cordón producto de la soldadura.
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Figura 2: Defectos en el pie de soldadura; 1,2 Poros; 3 discontinuidad del cordón; 4 Chisporroteo.
POROSIDAD
En la figura 3 se pueden observar los dos sitios donde se presentaron poros en el pie de la soldadura. Los poros están concentrados y no tienen un patrón de distribución característico a lo largo de la soldadura clasificándolos como poros agrupados. Los poros son producidos principalmente por malas técnicas usadas por el soldador como velocidad discontinua de soldadura, inicio y parada de soldadura, aire atrapado durante la soldadura, metal base contaminado y gas de p rotección del proceso de soldadura usado. Segun la GTC 110 la porosidad es un indicador de la calidad aparente de una soldadura, donde no es considerada, generalmente, tan perjudicial como otras discontinuidades, debido a su forma, ya que no ocasiona concentración severa de esfuerzos. Estos poros dan un indicio acerca del método de soldadura implementado para unir las placas; posiblemente un método con protección de gas como GMAW. De la figura 3.1 es posible visualizar la discontinuidad del cordón causada muy posiblemente por inicio y parada de soldadura, así que también es posible que el método usado para unir la laminar haya sido SMAW.
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Figura 3: Poros agrupados en el pie de la soldadura.
CHISPORROTEO
La figura 4 presenta esferas metálicas formadas por el material de aporte; el chisporroteo es causado por la inestabilidad del arco formado entre el electrodo usado y la pieza, distancia del electrodo a las placas o corrientes demasiado altas usadas durante el proceso de soldadura. Sin embargo solo se presentaron esas dos esferas a lo largo del cordón lo cual indica que si bien se produjo, el chisporroteo fue bajo. Según la GTC 110 el chisporroteo no es considerado, normalmente, una falla seria, a menos que su presencia interfiera con las operaciones subsiguientes, especialmente en la inspección no destructiva, o con la utilidad de la pieza.
Figura 4: Chisporroteo en pie de la soldadura.
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DISCONTINUIDAD DE LA SOLDADURA Y ZONA AFECTADA POR EL CALOR
La figura 5, muestra el defecto 3 de puede observar la discontinuidad en el material de aporte del cordón a lo largo de la soldadura; esto es debido principalmente a la velocidad usada por el soldador para realizar el proceso, en algunos puntos fue más rápido y en otros más lento; en los puntos donde el soldador posiblemente realizo cambios de velocidad también fue donde se presentaron los poros anteriormente discutidos. El material de aporte es mayor en los puntos en donde el soldador demoro más debido a que en esos puntos el electrodo permaneció más tiempo pudiendo fundirse; debido a esas diferencias de velocidad también se produce el defecto de solape por la acumulación y superposición del material de aporte en la unión de las dos placas, mostrado en la Figura 5, defecto 5.
Figura 5: 3 Discontinuidad en el material de aporte del cordón; 5 Discontinuidad de la zona afectada por el calor.
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A nivel microestrutural es posible identificar a simple vista las regiones afectadas por el calor en la figura 5 defecto 5 también causadas por la velocidad del soldador usada. La ZAC está afectada principalmente al inicio y final de la soldadura y en los lugares en donde el soldador realizo paradas. Es importante resaltar que la habilidad del operario de soldadura influye mucho en la calidad del proceso. La altura del cordón de soldadura a lo largo de la pieza es presentada en la tabla 1, donde se puede observar las diferentes alturas evidenciando la discontinuidad en el material de aporte del cordón a lo largo de la soldadura. Tabla 1. Altura del cordón a lo largo de la soldadura. Distancia (cm) Alturas (in)
En P1 6/64
3 1/16
6 8/64
9 5/64
12 3/64
15 6/64
19,7 1/64
Raíz de la soldadura
La figura 6 muestra la Raíz de la soldadura antes de realizar la limpieza, solo fue posible observar defecto de sobremonta en la raíz.
Figura 6: Raíz de la soldadura como recibida.
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Posteriormente se realiza la limpieza con agua y jabón para observar más fácilmente las posibles discontinuidades o defectos presentes en la raíz. En la figura 7, se puede observar que la raíz presenta 6 puntos con defecto de socavado y un punto de irregularidad en el material de aporte. El socavado es una muesca fundida dentro del metal base, adyacente al borde o a la raíz de la soldadura que deja una concavidad en el metal de aporte. Esta muesca crea una entalla mecánica que es un concentrador de esfuerzos. El socavado se asocia, generalmente, con parámetros o técnicas inadecuadas en la ejecución de la soldadura, valores de corrientes o voltajes excesivos, o la combinación de ambos.
Figura 7: Socavadura en la raíz de la soldadura, después de limpieza.
Según la tabla 6.1 del capítulo 6 de la norma AWS D1.1, la socavación no debe exceder de 1/32 “ [1mm] de profundidad. El espesor medido fue de 0,49 cm [4,9 milímetros] y la pr ofundidad de cada una de las socavaciones es presentada en la tabla 2. Se observa que algunas socavaduras presentan una profundidad mayor (resaltadas en amarillo), siendo así rechazadas porque pueden tornarse como concentradores severos de esfuerzos. Por otra parte se observa el defecto número 7, siendo una irregularidad con una profundidad 5/64 “, que puede así mismo comportarse como concentradora de esfuerzos.
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Espesor: 0.82 cm Tabla 2. Profundidad de las socavaciones presentadas en la raíz.
Profundidad de la socavación
2/64 5/64
3/64
2/64
2/64
3/64
En la figura 8 se puede observar una sobremonta en la raíz y la tabla 3 refleja las diferentes alturas que presenta la raíz a lo largo de la soldadura. De acuerdo con la norma GTC 110 una sobremonta excesiva es indeseable debido a que crea alta concentración de esfuerzos en los bordes. Esta condición resulta de un exceso al soldar. Tabla 3. Altura a lo largo de la raíz de la soldadura.
Altura de la raíz (in)
1/64
3/64
1/64
1/64
Figura 8. Sobremonta de raíz
2/64
1/16
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CONCLUSIONES
Se encontró que el cordón de soldadura entre las dos placas de aceros, presento los siguientes defectos porosidad agrupada, 2 puntos de Chisporroteo, Superposición (solape), discontinuidad en la zona afectada por el calor y discontinuidad en el material de aporte del cordón, siendo mayor en el extremo cercano a P1, y en la raíz de la soldadura se pudo observar 6 puntos con defecto de socavado, un punto de irregularidad en el material de aporte, y sobremonta en la raíz.
Según la norma GTC 110 se determinó que los defectos más críticos presentados en el cordón de soldadura es la sobremonta excesiva, ya que esta es indeseable debido a que puede crear alta concentración de esfuerzos en los bordes de la soldadura.
Según la tabla 6.1 capitulo 6, de la norma AWS D1.1, se determinó que los defectos de socavadura en 3 puntos presentan una profundidad mayor a 1/32 “, siendo así rechazadas porque pueden convertirse en concentradores severos de esfuerzos.
Se determinó como defecto mínimo el chisporroteo, debido a que solo se presentaron dos puntos a lo largo del cordón lo cual indica que si bien se produjo, el chisporroteo fue bajo, además este no es considerado, normalmente, una falla seria, a menos que su presencia interfiera con las operaciones subsiguientes, especialmente en la inspección no destructiva, o con la utilidad de la pieza.
Se concluyó que el método usado para unir la lámina fue GMAW debido a que la discontinuidad del cordón causada por inicio y parada de soldadura no es muy pronunciada, porque no existen cambios de electrodos que propician defectos más pronunciados en la soldadura cuando se utiliza la técnica SMAW. Es importante decir que GMAW produce pocas salpicaduras y prácticamente nada de escoria cuando el equipo está ajustando de manera correcta y tiene una muy buena penetración, además con este método se pueden soldar láminas muy delgadas.
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RECOMENDACIONES
Lo recomendado para realizar una inspección visual es una iluminación mínima de 500 lux, en este caso se trabajó con una iluminación de 344.32 lux, por tal motivo puede existir una sensibilidad menor en detección de discontinuidades pequeñas, se recomienda usar una luz auxiliar como linternas.
Antes de realizar la limpieza de la pieza, es necesario limpiar los instrumentos de limpiezas como cepillos, debido a que estos pueden tener contaminantes de otras piezas que hayan sido ya limpiadas.
Limpiar y secar muy bien el cordón de soldadura debido a que el agua puede depositarse en discontinuidades, dificultando su inspección y además puede trasformar el ensayo no destructivo a destructivo porque puede corroer la pieza.
Para evitar la presencia de defectos en el cordón de soldadura, el soldador debe realizar el proceso a una velocidad constante.
Se debe realizar una limpieza adecuada antes de realizar la soldadura para evitar la formación de poros debido a partículas contaminantes presentes en el material base.
BIBLIOGRAFIA
GUÍA TÉCNICA COLOMBIANA GTC 110 2004-12-01 AWS D1.1-2004. Capítulo 6. Inspección. Tabla 6.1 Criterios de la aceptación de la inspección visual Material de clase; Procesos de soldadura, Soldadura de arco metálico protegido SMAW; Mauricio Rincón. Material de clase; Procesos de soldadura, Soldaduras con alimentación de alambre: Soldadura de arco metálico con protección de gas y defectos en la soldadura; Mauricio Rincón.
