Tabla de contenido 1.
Introducción. ............................................................................................................................6
2.
Objetivos. ..................................................................................................................................7
3.
2.1.
Objetivo general. ...............................................................................................................7
2.2.
Objetivos específicos. .......................................................................................................7
Marco de referencia. ...............................................................................................................8 3.1.
Procesos de soldadura. ....................................................................................................8
3.1.1.
SMAW (Soldadura por arco con electrodo metálico revestido). ........................8
3.1.2.
GMAW (Soldadura a gas y arco con electrodo metálico). ..................................9
3.1.3.
FCAW (Soldadura por arco con núcleo fundente). ........................................... 10
3.1.4.
SAW (Soldadura por arco sumergido). ............................................................... 11
3.2.
Tipos de juntas. .............................................................................................................. 12
3.2.1.
Junta en T. ............................................................................................................... 12
3.2.2.
Junta a tope. ........................................................................................................... 12
3.2.3.
Junta de borde. ....................................................................................................... 13
3.2.4.
Junta en L o junta de esquina. ............................................................................. 13
3.3.
Posiciones de soldadura. .............................................................................................. 14
3.4.
Metal de aporte. .............................................................................................................. 15
3.4.1. Clasificaciones y características que describen a los electrodos según el proceso SMAW. ...................................................................................................................... 15 3.4.2. 3.5. 4.
Electrodo E7018. .................................................................................................... 16
Discontinuidades y defectos de soldadura. ................................................................ 18
Metodología. .......................................................................................................................... 21 4.1.
WPS. ................................................................................................................................ 21
4.2.
Fabricación. ..................................................................................................................... 22
4.2.1.
Proceso de corte. ................................................................................................... 22
4.2.2.
Proceso de soldado. .............................................................................................. 23
4.3.
Ensayos. .......................................................................................................................... 27
4.3.1.
Ensayo de rotura de filete. .................................................................................... 27
4.3.1.1.
Preparación del ensayo. ................................................................................ 27
4.3.1.2.
Aplicación del ensayo. ensayo. ................................................................................... 28
4.3.2.
5.
4.3.2.1.
Preparación del ensayo. ................................................................................ 28
4.3.2.2.
Aplicación del ensayo. ensayo. ................................................................................... 29
Inspección visual. ................................................................................................................ 31 5.1.
Inspección visual de la superficie soldada. ................................................................ 31
5.1.1. 5.2.
Criterios de aceptación. ......................................................................................... 31
Criterios de aceptación de soldadores y operarios de soldadura. ......................... 34
5.3.
6.
Ensayo de macroataque. ...................................................................................... 28
Inspección visual después del ensayo. ................................................................... 34
5.3.1.
Criterios de aceptación del ensayo de macroataque. ...................................... 35
5.3.2.
Criterios de aceptación del ensayo de rotura de filete. .................................... 36
Conclusión. ............................................................................................................................ 38
Referencias ........................................................................................................................................ 38
Listado de tablas. Tabla 1. Significado del ultimo digito de la identificación de SMAW. [2]. .............................. 15
Tabla 2 .Composición química del metal depositado por el electrodo E7018. [5] ............... 17 Tabla 3. Composición química del metal depositado por el electrodo E7018. [5] ............... 18 Tabla 4. Amperajes recomendados para el electrodo E7018. [5]. ......................................... 18 Tabla 5. Grupo de los metales. [1] .............................................................................................. 24 Tabla 6. Inspección visual de soldadura en filete. .................................................................... 34 Tabla 7. Criterios de aceptación del ensayo de macroataque. ............................................... 35 Tabla 8. Criterios de aceptación del ensayo de rotura de filete. ............................................. 37
Listado de figuras. Ilustración Ilustraci ón 1. Elementos esenciales en el proceso de soldadura SMAW. [2]. .......................8 Ilustración 2. Elementos esenciales para el proceso de soldadura GMAW. [2]. ....................9 Ilustración 3. Elementos esenciales en el proceso de soldadura FCAW. [2]. ...................... 10 Ilustración 4. Elementos esenciales para el proceso de soldadura SAW. [2]. ..................... 11 Ilustración 5. Junta en T. [3] ......................................................................................................... 12 Ilustración 6. Junta a tope. [3]. ..................................................................................................... 12 Ilustración 7. Junta de borde. [3]. ................................................................................................ 13 Ilustración 8. Junta en L o junta de esquina. [3]. ....................................................................... 13 Ilustración 9. Designación de posiciones de soldadura. [4]. ................................................... 14 Ilustración 10. Poros en la soldadura. [2] ................................................................................... 19 Ilustración 11. Falta de fusión en la soldadura. [2] ................................................................... 19 Ilustración 12. Inclusión en la soldadura. [2]. ............................................................................. 20 Ilustración 13. Socavación en la soldadura. [2] . ........................................................................ 20 Ilustración 14. Corte por Oxigas. [2]. ........................................................................................... 22 .......... 23 Ilustración 15. Placa de ensayo de rotura de soldadura en filete y macroatque. [1]. .......... Ilustración 16. Posición 2F. ........................................................................................................... 24 Ilustración 17. Maquina DC400 soldadura multiproceso. ........................................................ 25 Ilustración 18. Aplicación de la soldadura. ................................................................................. 26 Ilustración 19. Junta en T. ............................................................................................................. 26 Ilustración 20. Sierra horizontal sin fin. ....................................................................................... 27 Ilustración 21. Pieza lista para el ensayo de macroataque. .................................................... 28 Ilustración 22. Maquina pulidora. ................................................................................................. 29 Ilustración 23. Resultado del ensayo de macroataque. ........................................................... 30 Ilustración 24. Salpicadura presente en la soldadura. ............................................................. 31 Ilustración 25. Convexidad presente en la soldadura. ............................................................. 32 Ilustración 26. Socavación en la soldadura. .............................................................................. 33 Ilustración 27. NOMBRE ............................................................................................................... 36
1. Introducción. En la actualidad los procesos de soldadura son de vital importancia para la humanidad ya que la sociedad siempre va en busca de un desarrollo y crecimiento y la soldadura está presente de alguna manera en este proceso, por ejemplo ejemplo en la construcción de puentes, rascacielos, maquinas, etc. Como la soldadura tiene una repercusión en la sociedad es muy importante siempre tener en cuenta la verificación de la calidad de los procesos pr ocesos de soldadura ya que una u na mala realización de un proceso puede llegar a costar perdidas de dinero y hasta de vidas, es aquí donde juega un papel importante el inspector de soldadura, este se encarga de verificar y controlar la calidad del proceso y que se cumpla con todos los pasos requerido bajo la norma que se esté rigiendo. Para un estudiante de ingeniería adquirir conocimiento del manejo de un código de soldadura y de la calificación de un proceso es de mucha ayuda para ir adentrándolo en una parte fundamental de la industria y un área que muy pocas personas manejan en nuestro país dándole una línea de investigación e inculcando el interés por este proceso de manufactura.
2. Objetivos.
2.1. Objetivo general. Calificar una unión soldada y a un operador de soldadura o soldador mediante los criterios descritos el código AWS D1.1. 2.2. Objetivos específicos. Diseñar un procedimiento de soldadura utilizando utilizando el proceso de soldadura SMAW. Identificar discontinuidades y defectos de soldadura en una unión soldada. Evaluar los requisitos de la inspección visual de soldaduras soldaduras en filete. Evaluar los criterios de aceptación para ensayo de macroataque para soldadura en filete. Evaluar los los criterios de aceptación para el ensayo de rotura de soldadura en filete.
3. Marco de referencia. 3.1. Procesos de soldadura. 3.1.1. SMAW (Soldadura por arco con electrodo metálico metálico revestido). Según [1] el proceso de soldadura so ldadura SMAW es: e lectrodo cubierto y el charco de soldadura. “Proceso de soldadura por arco entre un electrodo El proceso se utiliza con el revestimiento de la descomposición de la cubierta del electrodo, sin la aplicación de presión, y con el metal de aporte del electrodo.” … El elemento principal en el proceso de soldadura por arco con electrodo revestido es el
electrodo en sí mismo. Está hecho de un núcleo de metal sólido, alambre, cubierto con una capa de fundente granular que se mantiene en el lugar por algú n tipo de agente aglutinante. Todos los electrodos de acero al carbono y baja aleación usan esencialmente el mismo tipo de alambre de núcleo de acero, de bajo carbono, acero efervescente Cualquier aleación es provista por el recubrimiento, debido a que es más económico agregar aleantes de esta manera. [2]. La ilustración 1. muestra los elementos esenciales del proceso. Ilustración 1. Elementos esenciales esenciales en el proceso de soldadura SMAW. SMAW. [2].
3.1.2. GMAW (Soldadura a gas y arco con electrodo metálico). Según [1] el proceso de soldadura GMAW es: “ Proceso de soldadura por arco que usa un arco entre un electrodo continuo de metal de aporte y el charco de soldadura. El proceso se utiliza con protección proveniente de gas suministrado externamente y sin la aplicación de presión.” … La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa se caracteriza por un electrodo
sólido de alambre el que es alimentado en forma continua a través de la pistola de soldadura. Se crea un arco entre este alambre y la pieza de trabajo para calentar y fundir el metal base y los metales de aporte. Una vez fundido, el alambre se deposita en la junta soldada. Ilustración 2. Ilustra los elementos esenciales del proceso. [2]. Ilustración 2. Elementos esenciales para el proceso de soldadura GMAW. [2].
3.1.3. FCAW (Soldadura por arco con núcleo fundente). El proceso de soldadura FCAW es: … Proceso de soldadura por arco que usa un arco entre un electrodo continuo de metal de
aporte y el charco de soldadura. El proceso se utiliza con gas de protección a partir de un fundente contenido dentro del electrodo tubular, con o sin protección adicional de un gas proporcionado externamente, y sin la aplicación de presión. [1].
En la ilustración 3. Se muestra: … al electrodo tubular que es alimentado a través del tubo de contacto de la pistola de
soldadura, para producir un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo. En tanto la soldadura progresa, se deposita un cordón de metal de soldadura. Cubriendo éste metal de soldadura solidificado se encuentra una capa de escoria, como el caso de la soldadura por arco con electrodo revestido. [2] Ilustración 3. Elementos esenciales en el proceso de soldadura FCAW. [2].
3.1.4. SAW (Soldadura por arco sumergido). El proceso de soldadura SAW es: … Proceso de soldadura que utiliza uno o varios arcos que se forman entre el electrodo de
metal desnudo y el charco de soldadura. El arco y el metal fundido están protegidos por una capa de fundente granular sobre las piezas pie zas de trabajo. El proceso se realiza reali za sin presión y con metal de aporte proveniente del electrodo y, a veces, de una fuente complementaria (varilla de soldar, fundente o gránulos de metal). [1]. … El proceso consiste en el alambre se alimenta dentro de la zona de soldadura en forma
bastante parecida a soldadura por arco con alambre y protección gaseosa o soldadura por arco con alambre tubular. Se distribuye fundente granular adelant e o alrededor del electrodo para facilitar la protección del metal fundido. En la medida que progresa la soldadura, hay una capa de escoria formada, agregado al cordón de soldadura, y fundente todav ía granular que cubre el metal de soldadura solidificado. Se debe quitar la escoria y usualmente se descarta, a pesar que hay algunas técnicas de recombinación de una porción de aquella con nuevo fundente para ser usada nuevamente en algunas aplicaciones. [2]
La ilustración 2 muestra cómo se produce una soldadura según el proceso SAW Ilustración 4. Elementos esenciales para el proceso de soldadura SAW. [2].
3.2.
Tipos de juntas.
3.2.1. Junta en T. Según [1] una junta en T es: “ Junta entre dos miembros colocados aproximadamente en ángulos rectos entre sí en forma de T.” Ilustración 5. Junta en T. [3]
3.2.2. Junta a tope. Según [1] una junta a tope es: “ Una junta entre dos miembros alineados aproximadamente en el mismo plano.” Ilustración 6. Junta a tope. [3].
3.2.3. Junta de borde. Según [1] una junta de borde es: “ Junta entre dos miembros traslapados en planos paralelos.” Ilustración 7. Junta de borde. [3].
3.2.4. Junta en L o junta de esquina. Según [1] una junta en L es: “ Junta entre dos miembros colocados aproximadamente en ángulos rectos entre sí en forma de L. Ilustración 8. Junta en L o junta de esquina. [3].
3.3.
Posiciones de soldadura.
En soldadura existen distintas posiciones de soldeo, tanto en ángulo o de rincón designada con la letra F y la soldadura a tope designada con la letra G según la normativa americana (A.W.S.) según la normativa europea (U.N.E.) siempre se denomina con la letra P.
Posición 1F (UNE = PA). Soldadura acunada o plana y una de las chapas inclinadas a 45º más o menos.
Posición 2F (UNE = PB). Soldadura horizontal y una de las chapas en vertical.
Posición 3F (UNE = PF). Soldadura vertical con ambas chapas en vertical; en la normativa americana tanto la soldadura ascendente como descendente sigue siendo la 3F, pero en la normativa europea la soldadura vertical ascendente se denomina PF y en vertical descendente se le denomina PG.
Posición 4F (UNE = PD). Soldadura bajo techo.
Ilustración 9. Designación de posiciones de soldadura. [4].
3.4.
Metal de aporte.
3.4.1. Clasificaciones y características características que describen a los electrodos según el proceso SMAW. Para el proceso SMAW el electrodo se clasifica de la siguiente manera: … Se establece que para electrodo la identificación consiste de una “E”, seguida por cuatro
o cinco dígitos. Los primeros dos o tres números se refieren a la mínima resistencia a la tracción del metal de soldadura depositado. Esos números expresan la resistencia mínima a la tracción en miles de libras por pulgada cuadrada. Los números siguientes se refieren a las posiciones en las cuales el electrodo puede ser usado. Una “1” indica un e lectrodo que es apto para ser usado en cualquier posición. pos ición. Un “2” indica que el metal fundido f undido es tan fluido que el electrodo sólo puede ser usado en las posiciones plana o filete horizontal. Un “4” significa que el electrodo es apto para soldar en progresi ón descendente. El número “3” no
está asignado. El último número describe otras características que son determinadas por la composición del revestimiento presente en el electrodo. Este recubrimiento determinará las características de operación y corriente eléctrica recomendada: AC (corriente alterna), DCEP (corriente continua, electrodo positivo), DCEN (corriente continua, electrodo negativo). La tabla 1. Enumera el significado del último dígito del sistema de identificación de electrodos SMAW. [2]. Tabla 1. Significado del ultimo digito de la identificación de SMAW. [2].
CALIFICACIÓN
CORRIENTE
ARCO
POLVO PENETRACIÓN REVESTIMIENTO DE Y ESCORIA HIERRO
F3 EXX10
DCEP
Enérgico
Profunda
Celulosa - sodio
0 -10 %
F3 EXXX1
AC y DCEP
Enérgico
Profunda
Celulosa potasio
0%
F2 EXXX2
AC y DCEN Medio
Media
Rutílico - sodio
0 -- 10 %
F2 EXXX3
AC y DC
Baja
Rutílico potasio
0 -- 10 %
F2 EXXX4
AC y DC
Suave
Suave
Baja
Rutílico - polvo de hierro
25 -40 %
F4 EXXX5
DCEP
Medio
Media
Bajo hidrógeno - 0 --10 % sodio
F4 EXXX6
AC o DCEP Medio
Media
Bajo hidrógeno - 0 % potasio Bajo hidrógeno polvo de hierro 25 - 45 %
F4 EXXX8
AC o DCEP Medio
Media
F1 EXX20
AC y DC
Medio
Media
Óxido de hierro - sodio
0%
F1 EXX24
AC y DC
Suave
Baja
Rutílico - polvo de hierro
50 %
F1 EXX27
AC y DC
Medio
Media
F1 EXX20
AC o DCEP Medio
Media
Óxido de hierro - polvo de hierro
50 %
Bajo hidrógeno - 50 % polvo de hierro
3.4.2. Electrodo E7018.
Descripción: El electrodo 7018 es de bajo contenido de Hidrogeno y resistente a la humedad. Está especialmente diseñado para soldaduras que requieren severos controles radiográficos en toda posición. Su arco es suave y la perdida por salpicadura es baja.
Características: • Electrodo para todas las aplicaciones de aceros al carbono • Con hierro en polvo • Toda posición • Corriente continua, electrodo positivo (CCEP), CA • Excelentes propiedades de impacto a temperaturas bajo cero
Usos: El 7018 es recomendado para trabajos donde se requiere alta calidad radiográfica, particularmente en calderas y cañerías. Sus buenas buena s propiedades físicas son ideales para ser usado en astilleros.
Aplicaciones Típicas: • Aceros estructurales de baja aleaci ón • Aceros para recipientes a presión A515, A516, A537 • Construcción y reparación de buques, equipos de minería. Estructuras,
tuberías, tanques a presión, calderas, etc. -Ten, Mayari-R • Aceros Cor -Ten, • Lukens 45 y 50 • Yoloy y otros aceros estructurales de baja aleación
Almacenamiento: Temperatura ambiente + 20°C pero menor de 60°C Tabla 2 .Composición química del metal depositado por el electrodo E7018. [5]
COMPOSICION QUIMICA DEL METAL DEPOSITADO 0,06% C 1,05% Mg 0,49% Si 0,015% P 0,010% S
Tabla 3. Composición química del metal depositado por el electrodo E7018. [5]
COMPOSICION QUIMICA DEL METAL DEPOSITADO Límite de Fluencia 445 Mpa Resistencia a la Tracción 535 Mpa Agrietamiento en 50 mm 30% Energía Absorbida 130 J a 30°C
Tabla 4. Amperajes recomendados para el electrodo E7018. [5].
AMPERAJES RECOMENDADOS
Ref. AWS
Diam. Electrodo (Pulg)
Long. Electrodo (Pulg)
Amperaje min
Amperaje Max
E 7018
3/32
12
70
120
E 7018
1/8
14
80
120
E 7018
5/32
14
140
200
E 7018
3/16
14
200
275
E 7018
1/4
18
275
400
3.5.
Discontinuidades y defectos de soldadura.
Una discontinuidad es una interrupción de una estructura típica de un material, tales como, falta de homogeneidad en sus características mecánicas, metalúrgicas o físicas. Una discontinuidad no es necesariamente un defecto. La discontinuidad es rechazable solo si esta excede los requerimientos de la especificación en términos de tipo, tamaño, distribución o ubicación. Un defecto es una discontinuidad o discontinuidades que por naturaleza o efectos acumulados (Por ejemplo longitud
total de la fisura) dan una componente o producto incapaz de reunir los estándares o especificaciones mínimas de aceptación. El termino defecto indica rechazo. A continuación se detallaran algunas de las discontinuidades más comunes en soldaduras de filete:
Porosidad: Porosidad es una discontinuidad tipo cavidad formado por gas atrapado durante la solidificación o en un depósito de spray térmico. La discontinuidad formada es generalmente esférica y puede ser alargada. Una causa común de porosidad es la contaminación durante la soldadura. Generalmente la porosidad no es considerada tan perjudicial como otras discontinuidades. [2].
Ilustración 10. Poros en la soldadura. [2]
Falta de fusión: Es una discontinuidad de la soldadura en la cual la fusión no ocurre entre el metal de soldadura u las caras de fusión o los cordones adyacentes. Esto es, la fusión es menor a la especificada para una soldadura en particular. Debido a su linealidad y a su condición de extremo filosa la falta de fusión representa una discontinuidad de la soldadura importante. [2]
Ilustración 11. Falta de fusión en la soldadura. [2]
Inclusión: Se define como “un material sólido y extraño, atrapado; como por ejemplo, escoria, fundente, tungsteno u óxido”. Por ello, el termino inclusión
puede incluir tanto materiales metálicos como no metálicos. Las inclusiones de escoria, como su nombre los indica, son región adentro de la sección de la soldadura o sobre la superficie de la soldadura donde el fundente fundido empleado para proteger al metal fundido es mecánica atrapada adentro del metal solidificado. [2] Ilustración 12. Inclusión en la soldadura. [2].
Socavación: Una socavación es una discontinuidad superficial que sucede en el metal base adyacente a la soldadura. Es una condición en la cual el metal base ha sido fundido durante el proceso de soldadura y no hubo una cantidad suficiente de material de aporte para llenar la depresión resultante. El resultado es un agujero alargado en el metal base que puede tener una configuración relativamente filosa. [2]
Ilustración 13. Socavación en la soldadura. [2] .
4. Metodología. 4.1. WPS.
4.2.
Fabricación.
Luego de diligenciar el formulario WPS y especificar cada una de las variables utilizadas en el procedimiento en base al Código de Soldadura Estructural-Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015). Primero se procedió a buscar el lugar apropiado y con las condiciones necesarias para elaborar nuestro proceso y llegamos a la conclusión que el procedimiento se llevaría a cabo en RECORTES Y METALES LTDA. Ya en el lugar de trabajo se le comunico a un operario las dimensiones y el material base a utilizar para la preparación de la junta. 4.2.1. Proceso de corte. El método que se utilizó para cortar el material fue corte por oxigas que consiste en: … usar una llama de oxigas para calentar el metal a la temperatura a la cual se
oxida rápidamente o quema. Una vez que se alcanzó la temperatura, se dirige un chorro de oxigeno de corte de alta presión a la superficie calentada para producir una reacción de oxidación. [2] Ilustración 14. Corte por Oxigas. [2].
4.2.2. Proceso de soldado. Una vez teniendo el material cortado con las dimensiones des critas en la ilustración 15 del Código de Soldadura Estructural-Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015) .se procedió a hacer la selección del electrodo o material de aporte a utilizar, en el cual nos basamos en la tabla 5.
Ilustración 15. Placa de ensayo de rotura de soldadura en filete y macroatque. [1].
El electrodo que se utilizó en el proceso fue el E7018 este se seleccionó siguiendo los parámetros indicados en la tabla 5, además de todas las características mencionadas en la sección 3.4 del Código de Soldadura Estructural-Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015).
Tabla 5. Grupo de los metales. [1]
Metales de aporte para las resistencias coincidentes, Metales de Grupos I,II,III y IV – SMAW Y SAW SMAW SAW A5.5°, A5.17, Grupo de Especificación de A5.1 metal AWS del Acero al Acero de Acero al carbono baja carbono base electrodo aleación Clasificación del E60XX E70XX-X F6XXelectrodo de AWS E70XX EXXX F6XXECXXX I F7XXEXXX F7XXECXXX
A5.23° Acero de baja aleación F7XXEXXX-XX F7XXECXXX-XX
El electrodo que se utilizó en el proceso fue el E7018 este se seleccionó siguiendo los parámetros indicados en la tabla 5, además de todas las características mencionadas en la sección 3.4 del Código de Soldadura Estructural-Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015). El paso a seguir fue la ubicación de la probeta en la posición indicada por el Código de Soldadura Estructural-Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015) que para este caso es 2F.
Ilustración 16. Posición 2F.
Una vez la pieza estaba en la posición correcta el soldador índico los valores de voltaje e intensidad, 20v y 114A respectivamente, estos valores están definidos por el electrodo utilizado, la máquina de soldadura usada es de marca Lincoln Electric DC-400 y cuenta con las siguientes características: Control total de la salida de voltaje para una fácil operación y control preciso. Voltímetro y Amperímetro analógicos. Modo Switch (Interruptor) - Para seleccionar las características de salida deseada. Tapa superior plana con una pequeña huella hace que se pueda colocar un banco de trabajo o apilar hasta tres máquinas. Salidas auxiliares de alimentación dúplex 115V, 15A – Facilita conectar luces auxiliares, herramientas eléctricas, etc. (Disponible sólo en modelo K1308-25)
Potencia de Entrada 230/460/575/3/60
Procesos Electrodo Revestido, TIG, MIG, Alambre Tubular, Desbaste. [6] Ilustración 17. Maquina DC400 soldadura multiproceso.
Después de verificar que todas las condiciones sean las adecuadas para el proceso de soldadura SMAW, el soldador inicio la soldadura de la junta siguiendo las
indicaciones dadas con anterioridad regidas por el Código de Soldadura Estructural Acero (AWS D1.1/D1.1M:2015) y como se indica en la ilustración 15. Ilustración 18. Aplicación de la soldadura.
Una vez finalizado el proceso se esperó un determinado tiempo a que se enfriara la probeta y ser transportada para su posterior inspección visual. Ilustración 19. Junta en T.
4.3. Ensayos. 4.3.1. Ensayo de rotura de filete. Según la sección 4.22.4 del Código de soldadura AWS D1.1-2015 el ensayo de rotura de filete consiste en [1]: “una carga que debe aumentarse o repetirse hasta que la probeta se fracture o se doble en forma plana sobre sí misma. Esta probeta debe cumplir ciertas especificaciones según la ilustración 15. ” 4.3.1.1.
Preparación del ensayo.
Como se mencionó anteriormente la probeta debe cumplir ciertas especificaciones para la realización del ensayo de rotura, por tal razón, se realizó el corte de la pieza para obtener las dimensiones necesarias (RECORTES Y METALES LTA). El corte se realizó Con Sierra Horizontal Sin Fin Berh que cuenta con las siguientes características: Corte rápido, económico, sin rebaba y con un mínimo desperdicio de material. También se le agregó flujo de corte durante el proceso, para evitar la entrada de calor en la probeta y así no afectara la zona de la soldadura. [7] Ilustración 20. Sierra horizontal sin fin.
4.3.1.2.
Aplicación del ensayo.
Teniendo la probeta con las dimensiones deseadas, se realizó el ensayo de rotura de filete en la UNIVERSIDAD DEL NORTE. 4.3.2. Ensayo de macroataque. Según [8] Mediante este ensayo nos será posible conocer varios aspectos tanto en materiales como en soldaduras en los que principalmente destacara el conocer la junta soldada, verificación de sanidad de junta, verificación de dimensiones de soldadura, etc. 4.3.2.1.
Preparación del ensayo.
La probeta debe cumplir ciertas especificaciones para la realización del ensayo de Macroataque, por tal razón, se realizó el corte de la pieza a 1.5 pulgas del borde, Esta probeta debe cumplir ciertas especificaciones según la ilustración 15. Adicional a esto se lijo la sección trasversal a 1.5 pulgadas, comenzando con una lija número 400 a 90 grados de la línea de corte realizadas por la sierra, posteriormente se fue aumentando el número de la lija de manera que se pasaba de forma perpendicular a las líneas de lijado de la hoja de lija del número anterior a la que se estaba pasando, hasta llegar a una lija número 2000. Después con una lija número 80, se lijo de manera que los bordes filosos pasaran a unos bordes redondeados. Ilustración 21. Pieza lista para el ensayo de macroataque.
4.3.2.2.
Aplicación del ensayo.
Después de una buena preparación y unos bordes redondeados se procedió a realizar el ensayo de macroataque, el cual se realizó en la universidad del Atlántico bajo la supervisión del Ing. Oscar Higuera, dicho ensayo no se realizó de manera técnica o regida de algún código o norma, sino, bajo la experiencia del Ing. Oscar higuera. Según el inciso 4.22.2 del Código de Soldadura Estructural-Acero AWS D1.1/D1.1M:2015Las probetas de ensayo se deben preparar con un acabado adecuado para el examen de macroataque. ma croataque. Se debe utilizar una solución adecuada para que el ataque proporcione una definición clara de la soldadura. [1]. Antes de realizar el ensayo y con el fin de lograr un mejor acabado se pasó por un máquina Nano 1000 T Pulidor, que tiene las siguientes características: Nano 1100 T cuenta con una velocidad variable entre 0 y 1000 rpm, botones predeterminados de rapidez (100, (10 0, 200, 300 rpm), modo de auto programación tales como velocidad, dirección y tiempo; cuerpo fuerte y resistente, así mismo entrada y salida de agua para su lubricación, está equipado con un transformador que hab ilita el uso de voltaje tanto de 100v como 200v. [9] Ilustración 22. Maquina pulidora.
Después se atacó la muestra en la sección trasversal del cordón de la soldadura y a sus alrededores, con una solución de ácido nítrico y alcohol etílico (Nital),
posteriormente se limpiaba la probeta con alcohol a lcohol etílico y por último se tomaron las fotos, con un celular de alta resolución (20 Megapíxeles). Ilustración 23. Resultado del ensayo de macroataque.
5. Inspección visual. 5.1. Inspección visual de la superficie soldada. 5.1.1. Criterios de aceptación. aceptación. El modulo No.9 de la norma AWS hace referencia como una de las partes más importantes del trabajo del inspector de soldadura es la evaluación de soldaduras para determinar su comportamiento para el servicio proyectado. A continuación se muestran las discontinuidades encontradas en la probeta.
Salpicadura.
En la ilustración 24. Podemos observar varias partículas externar al cordón de soldadura y adheridos al metal base, donde claramente dichas partículas no forman parte de la soldadura. Ilustración 24. Salpicadura presente en la soldadura.
Convexidad.
Esta discontinuidad particular de la soldadura se aplica solamente a las soldaduras de filete. La convexidad se refiere a la cantidad de metal de soldadura recargado sobre la superficie de soldadura de filete más allá de lo que consideramos plano. Ilustración 25. Convexidad presente en la soldadura.
Se puede observar en la ilustración 25. que el cordón de soldadura presenta una ligera convexidad debido debido a que se puede puede apreciar una cantidad adicional de metal de soldadura esta discontinuidad puede ser el resultado de una velocidad lenta o también un mal manejo del electrodo.
Socavación.
En la ilustracion 26. se puede observar una ligera socavacion que se pudo presentar debido a una mala tecnica al momento de soldar o tambien a la excesiva velocidad. Ilustración 26. Socavación en la soldadura.
A pesar de que la probeta presenta discontinuidades estas no son tan graves como para descartar la unión soldada para un posterior ensayo de macroataque y sanidad.
5.2.
Criterios de aceptación de soldadores y operarios de soldadura. soldadura .
Una vez se ha terminado el proceso de uniones soldadas el primer paso a seguir es calificar de manera visual la junta, para esto se utiliza el código (AWS D1.1-2015 código de soldadura estructural) en la sección (4.22- Métodos de ensayo y criterios de aceptación de soldadores y operarios de soldadura) donde se indica que se deben aprobar todos los criterios que se encuentran en la sección 4.9.1.2 para soldadura en filete, que se muestran a continuación: Tabla 6. Inspección visual de soldadura en filete.
Inspección visual de soldadura en filete #
Requisito
Evaluación
1
No se debe aceptar grieta alguna, independientemente del tamaño
Cumple
2
Se deben llenar todos los cráteres hasta la sección transversal.
Cumple
3
El tamaño de la pierna de la soldadura en filete no debe ser inferior a los tamaños de pierna requeridos.
Cumple
4
El perfil de soldadura debe cumplir con los requisitos de la figura 5.4.
Cumple
5
La socavación del metal base no debe exceder de 1/32pulg [1mm].
Cumple
Como la probeta cumple con los requisitos mencionados en la tabla se puede decir que cumple y se procede a realizar los ensayos de sanidad y macroataque para analizar de manera más profunda el cordón de soldadura.
5.3.
Inspección visual después del ensayo.
5.3.1. Criterios de aceptación del ensayo de macroataque. macroataque.
Tabla 7. Criterios de aceptación del ensayo de macroataque.
Criterio de aceptación del ensayo de macroataque # 1 2
Requisito Las soldaduras en filete deben tener fusión a la raíz de la junta, pero no más allá de ella. El tamaño mínimo de la pierna debe cumplir con el tamaño de la soldadura en filete especificado.
Evaluación No Cumple Cumple
Ilustración 27. NOMBRE
En la figura 27. se puede observar que no cumple el griterío del ítem 1 de la tabla, que se refiere a que Las soldaduras soldadur as en filete deben tener fusión a la raíz de la junta, pero no más allá de ella. Esto se debe a una mala preparación de la junta.
5.3.2. Criterios de aceptación del ensayo de rotura de filete.
Tabla 8. Criterios de aceptación del ensayo de rotura de filete.
Criterio de aceptación del ensayo de rotura de filete # 1 2
3
Requisito La probeta se dobla sobre si misma o La soldadura en filete, si se fractura, tiene una superficie fracturada que muestra la fusión completa de la raíz de la junta sin inclusión o porosidad mayor de 3/32pulg. [2.5mm] en la mayor dimensión y La suma de las mayores dimensiones de todas las inclusiones y la porosidad no excede de 3/8pulg. [10mm] en la probeta de 6 pulg[150mm] de largo.
Evaluación Cumple Cumple
Cumple
6. Conclusión.
Referencias
[ A. W. S. (AWS), Código de soldadura estructural - acero, Estados Unidos de América: American 1 Welding Society, 2015. ] [ A. W. Society, AWS QC-1-88 QC-1-88 Standard Standard for AWS certification certification of welding inspectors, inspectors, Estados 2 unidos: American Welding Society, 1988. ] [ A. M. M. Herrera, «soldadurayestructuras,» 2016. [En línea]. Available: 3 http://soldadurayestructuras.com/terminol http://soldadurayestructuras.com/terminologia-de-las-juntas-soldad ogia-de-las-juntas-soldadas.html. as.html. [Último acceso: ] 24 mayo 2018]. [ INDURA, «INDURA,» [En línea]. Available: 4 http://www.indura.cl/Descargar/Manual http://www.indura.cl/Descargar/Manual%20de%20Soldadura%20INDURA?path= %20de%20Soldadura%20INDURA?path=%2Fcontent% %2Fcontent% ] 2Fstorage%2Fcl%2Fbiblioteca%2F00da6ac5e6754e 2Fstorage%2Fcl%2Fbiblioteca%2F00da6ac5e6754e428ecd94f1c78711cb.pdf. 428ecd94f1c78711cb.pdf. [Último acceso: 24 mayo 2018]. [ C. g. INDURA, «cryogas,» [En línea]. Available: 5 http://www.cryogas.com.co/Descargar/INDURA%207018%20RH%20%E2%80%93%20AWS%20 ] E7018?path=%2Fcontent%2Fstorage%2Fco%2Fbibliote 7018?path=%2Fcontent%2Fs torage%2Fco%2Fbiblioteca%2F5704e1aab61e45829b21c0d1e116 ca%2F5704e1aab61e45829b21c0d1e116 a28b.pdf. [Último acceso: 24 mayo 2018].
[ l. electric, «lincoln electric,» [En línea]. Available: https://www.lincolnelectric.co https://www.lincolnelectric.com/esm/es6 mx/equipment/Pages/product.aspx?produc mx/equipment/Pages/product.aspx?product=K1308-25(LincolnElectric). t=K1308-25(LincolnElectric). [Último acceso: 24 ] mayo 2018]. [ h. d. Colombia, «hermafil de Colombia Herrarientas Máquinas y Afiliados de Colombia,» [En 7 línea]. Available: http://www.hermafildecolombia.com/s http://www.hermafildecolombia.com/sierra_sinfin_para_me ierra_sinfin_para_metales.html. tales.html. ] [Último acceso: 24 mayo 2018]. [ L. q. m. (CALIMET), «Servicios de ensayos destructivos y no destructivos,» [En línea]. Available: 8 https://www.calimet.com.mx/ensayo-macroataqu https://www.calimet.com.mx/ensayo-macroataque. e. [Último acceso: 24 mayo m ayo 2018]. ] [ I. i. y. s. S.A.S., «Instruserv intrumentacion y servicios S.A.S.,» [En línea]. Available: 9 http://instruservltda.com/home/index.p http://instruservltda.com/home/index.php?cPath=33_36#.W hp?cPath=33_36#.WwczSvkvzIV. wczSvkvzIV. [Último acceso: 24 ] mayo 2018].
