DEFECTOLOGÍA DE LA SOLDADURA
Ing. René SA- Lopez Barreiro
POROSIDAD INCLUSIONES NO METÁLICAS FALTAS DE FUSIÓN DEFECTOS INTERNOS
FALTAS DE PENETRACIÓN AGRIETAMIENTO O FISURACIÓN INCLUSIONES DE WOLFRAMIO
DEFORMACIÓN PREPARACIÓN INCORRECTA TAMAÑO INCORRECTO DE LA SOLDADURA DEFECTOS EXTERNOS
PERFIL INCORRECTO DE LA SOLDADURA DESNIVELACIÓN DE BORDES IRREGULARIDADES SUPERFICIALES DIMENSIONES FINALES DE LA CONSTRUCCIÓN SOLDADA
GRIETAS O FISURAS Las grietas en las uniones soldadas se producen por la presencia de tensiones locales que en algún punto son superiores a la carga de ruptura del material. Cuando las grietas se producen durante o como resultado de la soldadura, la deformación aparente es corrientemente muy pequeña.
GRIETAS O FISURAS El agritamiento del metal de soldadura es más probable que ocurra en la primera pasada y a menos que se repare, en la mayoría de los casos la grieta progresará a través de los demás cordones a medida que se van depositando.
GRIETAS O FISURAS El agrietamiento en la primera pasada, puede atenuarse o eliminarse mediante alguna de las siguientes modificaciones : Variando la forma de manipulación del electrodo o las condiciones eléctricas, con lo que cambiaremos la forma del contorno del material depositado. Reduciendo la velocidad de soldadura para aumentar el espesor del cordón con el objeto de que pueda resistir la tensiones impuestas por el procedimiento. Dando un precalentamiento para modificar la intensidad de las tensiones,
GRIETAS O FISURAS Debido a que la fisuración es más frecuente que se produzca en la pasada de raíz, ésta debe inspeccionarse minuciosamente en todas las soldaduras de responsabilidad antes de depositar la pasada siguiente.
GRIETAS O FISURAS Las grietas producidas en el metal de la unión se clasifican en : Grietas transversales; Grietas longitudinales, y Grietas de cráter.
FALTA DE PENETRACIÓN Aplica cuando no se ha llegado a fundir integramente todo el metal base en la raíz y falta metal de aportación en la misma. El origen más frecuente es el disponer de un chaflán inadecuado para el proceso de soldadura utilizado.
FALTA DE PENETRACIÓN Sus causas pueden ser: Una aportación deficiente de calor del arco por baja intensidad de corriente. Por arco excesivamente largo. Por velocidad excesiva de soldadura al dar la primera pasada. Por altura excesiva del talón. Por separación de talones demasidao pequeña. Por ángulo de chaflán excesivamente agudo para el método de soldadura seguido.
FALTA DE FUSIÓN Las faltas de fusión pueden producirse en cualquier punto de la unión y ser contínuas o en puntos aislados. La falta de fusión puede originarse: Por no llegar a la temperatura de fusión del metal base o del metal de soldadura. Por no disolver, por medio de un flujo apropiado, los óxidos u otras materias extrañas depositadas sobre la superficie, cuyo metal debe fundir con el metal de aportación. Por inclinación inadecuada del arco.
POROSIDADES Oquedades globulares que no tienen materia sólida en su interior y que se encuentran frecuentemente en las soldaduras. Se producen generalmente como resultado de reacciones químicas durante la soldadura por el desprendimiento de gases, y como consecuencia del rápido enfriamiento del metal del baño de fusión, dichos gases no pueden salir al exterior o lo hacen cuando el metal esta empezando a solidificar, en cuyo caso el poro llega a la superficie.
NORMAL
POROSIDAD
ALINEADA
VERMICULAR
POROSIDAD NORMAL Los poros pueden aparecer distribuidos más o menos uniformemente y en tamaños muy diferentes, pudiendo variar en tamaño desde casí microscópicos hasta ser de varios milímetros. La formación de poros puede impedirse evitando el empleo de instensidades de corriente demasiado alta y excesiva longitud de arco, debido a que ellas producen un gran consumo de elementos desoxidantes del revestimiento del electrodo, quedando una cantidad insuficiente para combinarse con los gases en el metal fundido.
POROSIDAD ALINEADA Se produce generalmente en el cordón de raíz, se caracteriza por el alineamiento de los poros.
POROSIDAD VERMICULAR Tiene forma alargada. Su origen es la inclusión de una gran cantidad de gas en el seno del metal fundido que solidifica rápidamente en la superficie, que impide su salida hacia el exterior, el gas presiona por salir y se abre camino por donde encuentra menor resistencia, es decir, hacia el lugar donde se produce la descarga del arco, que es la máxima temperatura. Los anillos de la oquedad corresponden con los sucesivos avances de la abertura que va produciendo el gas por la presión y temperatura a que esta sometido.
INCLUSIONES NO METÁLICAS Son los óxidos y otros sólidos que frecuentemente se encuentran en el interior de las soldaduras como inclusiones en forma alargada o globular. Durante la deposición y subsiguiente solidificación del metal de soldadura, se producen reacciones químicas entre el metal y las materias o elementos componentes del revestimiento del electrodo o con la escoria producida. Algunos de los productos de estas reacciones son compuestos no metálicos muy poco solubles en el metal fundido. Debido a su menor densidad o peso específico, estos productos no metálicos tienden a subir a la superficie del metal, a menos que se produzcan dificultades para este movimiento de ascensión.
ESCORIA
INCLUSIONES NO METÁLICAS ESCORIA EN RAÍZ
INCLUSIONES DE ESCORIA Son las inclusiones en la soldadura de los productos sólidos de las reacciones que se producen en el seno del metal fundido, entre éste y los productos del revestimiento de los electrodos, generalmente óxidos y silicatos, que por su menor densidad tienden a pasar a la superficie, pero que pueden quedar atrapados dentro, sí las condiciones de realización de la soldadura dificultan o impiden en movimiento de ascensión.
INCLUSIONES DE ESCORIA Aunque la escoria tiende a subir a la superficie por su menor densidad, varios factores pueden impedirlo, tales como: Una elevada viscosidad del metal de soldadura. Una rápida solidificación. Una temperatura demasido baja.
INCLUSIONES DE ESCORIA Causas que pueden originar inclusiones de escoria: Un chaflán en “V” excesivamente agudo o poco accesible. Socavaciones entre cordones. Cordones excesivamente convexos. Falta de limpieza entre pasadas. Posición en la que se efectua la soldadura.
ESCORIA EN LA RAÍZ Al depositar el cordón de raíz, el electrodo puede ser tan largo que su manejabilidad no sea fácil y salte al arco sobre un lateral del chaflán en lugar de hacerlo sobre la raíz. La escoria puede escurrirse y penetrar dentro de la abertura o separación entre talones y así quedar atrapada dentro del metal de la pasada de raíz. Pueden existir otras causas, entre ellas: Imperfecto amolado o picado preparatorio para poder depositar el cordón de cierre de raíz por el lado opuesto de la unión.
INCLUSIONES DE WOLFRAMIO En las soldaduras bajo atmósfera inerte para el proceso TIG, que utiliza electrodo de wolframio, no consumible, puede aportar sin embargo, a la soldadura partículas de este metal que queden atrapadas como inclusiones. Especialmente en soldadura manual, al tocar ocasionalmente con la punta del electrodo de wolframio el metal base o el baño de fusión, pueden transferirse partículas de wolframio a la soldadura.
INCLUSIONES DE WOLFRAMIO Se pueden reducir utilizando electrodos de wolframio toriado o de wolframio zirconio en lugar de wolframio puro.
POROSIDAD AGRUPADA
Vacíos redondeados ligeramente alargados agrupados.
o y
FALTA DE PENETRACIÓN O PENETRACIÓN INCOMPLETA
Los bordes de las piezas generalmente en el fondo de las soldaduras de ranura en “V” sencilla, no se unieron al soldarse.
CONCAVIDAD EXTERIOR O RELLENO INSUFICIENTE
Una depresión en la parte superior de la soldadura, o cordón superior, indicando un espesor seccional más estrecho que lo normal.
INCLUSIONES DE WOLFRAMIO
Pedacitos irregulares de wolframio unidos pero no fundidos en el metal de soldeo.
SOCAVADO DE RAÍZ
Una ranura de metal base, a lo largo del borde en el fondo o superficie “interior” de la soldadura.
SOCAVADO EXTERIOR
Una ranura en la pieza a ser soldada, a lo largo del borde superior o “exterior” de la soldadura.
DESALINEAMIENTO
Una desalineación de las piezas a soldarse.
NIVEL DE ESCORIA ALARGADO
Impurezas que se solidifican en la superficie después del soldeo y que no se removieron de entre los cordones.
INCLUSIONES DE ESCORIA ENTRE CORDONES
Generalmente impurezas no metálicas que se solidifican en la superficie de la soldadura al no ser removidas entre los cordones de soldeo
POROSIDAD ALINEADA EN EL CORDÓN DE LA RAÍZ
Vacíos redondeados y alargados en el fondo de la soldadura, alineados a lo largo de la línea central de la soldadura.
FALTA DE FUSIÓN DE LA PARED LATERAL
Vacíos alargados entre los cordones de la soldadura y las superficies de las juntas.
GRIETA TRANSVERSAL
Una fractura del metal de soldeo a través de la soldadura.
DEFORMACIÓN Provocado por los efectos de localización de calor aportado durante el proceso de soldadura seguido de enfriamiento, lo cual produce dilataciones y contracciones y como consecuencia se originan tensiones internas que al momento de llegar a ser superiores al límite elástico del metal base producen deformaciones.
DEFORMACIÓN Se puede disminuir su ocurrencia utilizando una correcta secuencia de soldadura o empleando rigidizadores para sujetar las partes a soldar. Para la corrección de las deformidades se pueden emplear alguno de los siguientes procedimientos: Enderezado con o sin aplicación de calor. Remoción de la soldadura o soldaduras que originan la deformación, seguido de una nueva soldadura considerando las medidas de prevención adecuadas. Eliminación o adición de metal donde sea posible.
PREPARACIÓN INCORRECTA DEL BISEL
Si la preparación del bisel fue incorrectamente seleccionada en función del espesor o procedimiento de soldadura, se aumenta la tendencia a que se produzcan deformaciones así como defectos de homogeneidad de soldadura.
TAMAÑO INCORRECTO DE LA SOLDADURA
Las deficiencias debidas al tamaño excesivo o insuficiente de las soldaduras pueden detectarse por examinación visual y dimensional mediante el empleo de calibradores adecuados tales como gages o galgas.
PERFIL INCORRECTO DE LA SOLDADURA Un perfil incorrecto de soldadura terminada puede ejercer un efecto desfavorable sobre el comportamiento mecánico de la unión, en tanto que el perfil de los cordones de relleno pueden tener un gran efecto sobre la tendencia a producir defectos de homogeneidad en la soldadura tales como: Solape de metal de aporte. Convexidad excesiva. Concavidad excesiva. Sobreespesor excesivo en soldaduras a tope.
CONCAVIDAD EXCESIVA Se produce comunmente en soldaduras de filete cuando se realizan en posición plana horizontal. Pueden dar lugar a una reducción significativa de la sección efectiva de la unión o altura de garganta reduciendo con ello la resistencia de la unión. Puede originarse por una intensidad de corriente excesiva o arco excesivamente largo.
CONVEXIDAD EXCESIVA En la soldadura terminada produce un efecto de entalla que puede afectar a las características mecánicas de la unión soldada, especialmente bajo cargas de servicio. En las pasadas intermedias da origen a falta de penetración y a inclusiones de escoria entre cordones, a menos que se corrija mediante medios mecánicos. Es debida generalmente al empleo de instensidad de corriente demasiado baja o a una técnica de soldadura inadecuada.
SOLAPE DE METAL DE APORTE Se produce cuando la soldadura sobrepasa la línea de unión con el metal base, esto ocasiona entalladuras peligrosas por la concentración de tensiones que se originan cuando ésta es sometida a la acción de una carga en servicio. En la soldadura de filete se produce una reducción en la sección efectiva de la unión, el solape tiene lugar en la parte inferior. Su origen es el empleo de una técnica incorrecta de soldadura o condiciones eléctricas inadecuadas.
SOBREESPESOR EXCESIVO EN SOLDADURAS A TOPE
Tiende a dar rigidez excesiva a la unión y producir efectos de entalladuras que afectan la distribución de las tensiones cuando en servicio han de soportar cargas dinámicas.
DESNIVELACIÓN DE BORDES Se produce cuando los bordes de la unión no quedan en el mismo plano. Afecta a la transmisión de esfuerzos pudiendo dar lugar a una fuerte concentración de tensiones que pueden sobrepasar el límite elástico e incluso su carga de ruptura. Puede ir acompañado de otros defectos, particularmente: faltas de penetración, faltas de fusión y de inclusiones de escoria.
DIMENSIONES FINALES DE LA CONSTRUCCIÓN SOLDADA
La contracción que puede producir cada unión soldada afectará a las dimensiones generales de la construcción por lo que es muy importante que se verifique dimensionalmente con los planos de fabricación aplicando las tolerancias establecidas.
SOCAVADOS CRÁTERES IRREGULARIDADES SUPERFICIALES
POROS IRREGULARIDADES SUPERFICIALES
SOCAVADOS Acanaladuras o surcos de mayor o menor profundidad que pueden producirse en uno o en los dos laterales de la soldadura en posición inmediata adyacente a la misma. Los socavados reducen la sección y aumentan el efecto que produce el sobreespesor de la soldadura.
CRÁTERES Depresión y rechupe que suelen producirse en la soldadura cuando se interrumpe bruscamente la aportación de calor y es debido a la contracción del metal al pasar de líquido a sólido. Generalmente va acompañado de grietas.
POROS Su origen puede ser las variaciones experimentadas en las condiciones de soldadura. Este defecto suele tener como consecuencia la escoria atrapada en su interior. Pueden mejorarse los resultados cambiando las condiciones eléctricas como por ejemplo: la polaridad y la longitud de arco.
IRREGULARIDADES EN LA SUPERFICIE DEL CORDÓN Se les denomina generalmente “aguas del cordón” pueden ser más o menos uniformes variando en profundidad y altura en sobreespesor del cordón. No pueden ser clasificados propiamente como defectos, sin embargo a veces quedan reguladas por especificaciones de ciertos códigos. El aspecto superficial del cordón normalmente reflaja la habilidad del soldador.
FIN DE LA PRESENTACIÓN
