Terminología y Preparación de Las Juntas

CAPÍTULO 2 PREPARACIÓN DE JUNTAS PARA LA SOLDADURA

REPARACIÓN DE JUNTAS PARA LA SOLDADURA 2.1.- DISEÑO DE JUNTAS Se entiende por junta el espacio existente entre las superficies que van a ser unidas por soldadura. El proceso de soldadura, tipo de material, geometría de las piezas y el espesor, son los principales factores a tener en cuenta para el diseño de junta. La terminología utilizada se indica gráficamente en la figura 1, mientras que las denominaciones de los tipos de juntas o uniones para soldaduras por fusión, quedan recogidas en la figura 2. Se exponen, a continuación, las preparaciones de bordes típicas de un fabricante de bienes de equipo, atendiendo al proceso de soldeo empleado y al espesor del material.

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REPARACIÓN DE JUNTAS PARA LA SOLDADURA 2.1.- DISEÑO DE JUNTAS Se entiende por junta el espacio existente entre las superficies que van a ser unidas por soldadura. El proceso de soldadura, tipo de material, geometría de las piezas y el espesor, son los principales factores a tener en cuenta para el diseño de junta. La terminología utilizada se indica gráficamente en la figura 1, mientras que las denominaciones de los tipos de juntas o uniones para soldaduras por fusión, quedan recogidas en la figura 2. Se exponen, a continuación, las preparaciones de bordes típicas de un fabricante de bienes de equipo, atendiendo al proceso de soldeo empleado y al espesor del material.

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2.2.- Criterios para la Preparación de las l as Uniones en Soldadura El chaflán de una soldadura es la abertura entre las dos piezas a soldar que facilita el espacio para contener la soldadura. Este chaflán podrá tener diversas geometrías dependiendo de los espesores de las piezas, el proceso de soldeo y la aplicación de la soldadura, tal como se indica en la tabla 1.

Los criterios fundamentales para la selección y preparación de los tipos de uniones a emplear en todo taller de soldadura y para todo fabricante de “construcciones metálicas estructurales de acero”; son herramientas prácticas de mucha utilidad y aplicación. En  los talleres de construcciones metálicas es muy común encontrar defectos de soldadura que deben ser reparados, esto significa un alto costo para las empresas por el tiempo de retraso en la ejecución, en el consumo de material de aportación y de la energía necesaria tanto en la eliminación de los defectos, como en el soldeo de reparación. Además de las imperfecciones producidas por la falta de soldadores calificados, muchos defectos son originados por una inadecuada preparación de la unión. Un chaflán mal diseñado impide realizar una soldadura libre de defectos y, por el contrario, es susceptible de causar errores. Los defectos de soldadura que son frecuentes aún en procesos automáticos, se pueden evitar con una adecuada preparación de los bordes del chaflán. 45

Preparación de uniones, selección de la forma del chaflán Para la preparación de las uniones a soldar, independientemente de la carga o del tipo de esfuerzos que soporte la unión, existen factores fundamentales que determinan o influyen para decidir qué tipo de d e chaflán se va a elegir, estos factores son los siguientes:

Factores que influyen en el diseño del chaflán — Material base, si es acero al carbono, acero inoxidable o aluminio. aluminio. — Espesor del material, si es chapa delgada o gruesa. etc. — Proceso de soldeo, como electrodo revestido, semiautomático, TIG, etc. — Posición de soldeo, plana, vertical, vertical, en cornisa, bajo bajo techo, etc. tubo. — Facilidad de acceso, por uno o por ambos lados de la chapa o tubo. — Tipo de unión, a tope, en T. ejemplo, soldeo en una o en varias pasadas. — Procedimiento de soldeo, por ejemplo, Consecuencias de una mala preparación de la unión Un ángulo excesivo significa mayor volumen de metal a rellenar, con lo que se incrementa el aporte térmico. Toda reparación es crítica por el doble calentamiento al material con el soldeo inicial y el de reparación, esto es más peligroso cuando el resanado se practica con arco eléctrico que con sopletes especiales de oxigás, o con mecanizado y esmerilado. En consecuencia una inadecuada preparación afectará a: entalladuras. — La resistencia de la unión, porque los defectos producen entalladuras. — El consumo del material material de aporte, debido a un un ángulo de chaflán excesivo. excesivo. — El tiempo de trabajo, trabajo, porque es proporcional al volumen de metal metal depositado. — El aporte térmico, esto es más crítico en las reparaciones. — Las tensiones residuales, a más soldadura, mayor contracción restringida.

Métodos para preparar las uniones Los métodos comunes para la preparación de los biseles del chaflán son corte térmico y corte mecánico, el uso adecuado de estos es importante para la correcta preparación de las uniones. • Corte Térmico

• Corte Mecánico

— Oxicorte (corte recto y con bisel inclinado). — Corte con plasma (corte recto y con bisel inclinado). — Biselado del chaflán en “U” (corte curvo). — Con soplete biselador. — Con electrodo de carbono.

— Con cizalla. — Cepillo. — Torno. — Esmeril. — Biseladoras.

2.3.- Tipos de Unión Unión. Es la zona donde las partes de una construcción metálica se unen por soldadura. Tipos de unión. Se determinan por la disposición de las partes a unir. En la norma DIN se han establecido nueve tipos de unión que se ajustan a todo tipo de uniones soldadas, ya sea con chapas, perfiles o tubos. De acuerdo con la disposición de las partes a unir, el empalme puede ser: a tope, a solape, en paralelo, en “T”, en doble “T”, sesgado o inclinado, angular , múltiple y en cruz. (Tabla 2). Es importante diferenciar entre la unión a solape y en paralelo, la primera es claramente el solape entre dos elementos largos, mientras que la segunda se refiere a elementos largos unidos longitudinalmente, como las platabandas de las vigas. También es necesario observar la diferencia entre unión en doble “ I” y en cruz. La unión e n “T” es la de elementos perpen diculares entre sí, pero la 46

unión en cruz consiste en la unión de elementos largos que se cruzan pero no se cortan entre sí, como cuando cruzamos las manos una sobre otra. El tipo de unión se debe elegir en función de las condiciones de trabajo para facilitar la ejecución de la soldadura. Por ejemplo, una unión en “ Y” asimétrica es adecuada  solamente para posición en cornisa.

Tabla 2.- Diferentes tipos de uniones usadas en soldadura de estructuras.

Uniones a tope:  En las uniones a tope la soldadura se realiza entre los bordes de las piezas a unir. La preparación de los bordes se hará de acuerdo con el espesor de las piezas a soldar. Unión a tope con bordes rectos:   Este tipo de preparación se emplea para espesores hasta 4 mm. Para conseguir una resistencia óptima es necesario fundir los bordes completamente, para lo cual debe dejarse una separación adecuada. Por el procedimiento de arco sumergido, se pueden soldar con esta preparación espesores hasta unos 10 mm, con una separación de unos 3 mm. Este tipo de junta es razonablemente resistente a esfuerzos estáticos, pero no es recomendable para casos sometidos a fatiga o a cargas de impacto, especialmente a bajas temperaturas. La preparación de la junta es relativamente fácil y de bajo costo, pues sólo requiere igualar los bordes de las piezas. Unión a tope con bordes en V: Esta preparación se emplea para espesores superiores a unos 8 mm. Sin embargo, no es recomendable para espesores superiores a 20 mm. Es más costosa que la preparación con bordes rectos debido a que exige el biselado de las piezas y además, precisa una mayor cantidad de material de aportación. Presenta buena resistencia a cargas estáticas, pero no es particularmente adecuada para soportar esfuerzos de flexión que produzcan tracciones en el cordón de raíz. Unión a tope con bordes en X:  Es la que presenta el mejor comportamiento ante todo tipo de cargas. Se suele recomendar para espesores superiores unas 18 o 20 mm. Para conseguir una buena resistencia la penetración debe ser completa desde ambos lados. El costo de preparación es mayor que en las uniones en V, pero esto se puede compensar por el ahorro que presenta en material de aportación. Para mantener la simetría de la junta y reducir al mínimo la deformación, los cordones, deben depositarse alternativamente, a un lado y otro de la junta. 47

Unión a tope con bordes en U:  Este tipo de juntas responden correctamente a todas las condiciones ordinarias de carga, por lo que se suelen utilizar para trabajos que requieran una gran calidad. Su campo de aplicación más adecuado se encuentra entre 13 y 20 mm de espesor. Aunque exige una preparación más costosa que las anteriores, requiere menos material de aportación y origina menos deformaciones. Unión a tope con bordes en doble U:  Es recomendable para espesores superiores a 20 mm siempre que la soldadura pueda realizarse fácilmente desde ambos lados de la pieza. Es la preparación que presenta un mejor comportamiento ante cualquier condición de carga. Por el contrarío, es la que exige unos costos de preparación más elevados. Uniones en ángulo interior (en T):   En este tipo de uniones las piezas se disponen formando un ángulo de aproximadamente 90° y de forma que el borde de una de las piezas descanse sobre la superficie de la otra. Es aplicable a cualquier espesor y según sea éste y según el grado de penetración que se quiera conseguir, se suelen adoptar los siguientes tipos de preparación: borde recto, simple chaflán, doble chaflán, simple J y doble J. Unión en T. Borde recto:  La unión se realiza mediante cordones en ángulo que se puede depositar desde uno o ambos lados de la junta. Se puede utilizar siempre que las cargas sometan la soldadura únicamente a cortadura longitudinal. Puesto que la distribución de tensiones sobre la junta puede no ser uniforme, este factor debe considerarse en las zonas sometidas a fuertes impactos o donde actúen elevadas cargas transversales. Para conseguir una buena resistencia se requiere gran cantidad de material de aportación. Unión en T con simple chaflán:  Este tipo de unión procura una mejor distribución de tensiones, por lo que puede soportar mayores cargas que la anterior. La soldadura se realiza desde un solo lado y se suele limitar a espesores iguales o menores a 12 mm. Unión en T con doble chaflán:  Tiene una mayor capacidad resistente y puede soportas tanto cortadura longitudinal como transversal. Sólo es aplicable cuando la soldadura se puede realizar desde ambas caras. Unión en T, simple J: Aplicable a espesores de 25 mm o más y siempre que la soldadura sólo sea accesible desde una cara. Especialmente adecuada para soportar grandes cargas. Unión en T, doble J: Particularmente adecuada para grandes espesores (del orden de 40 mm o más) y siempre que las cargas soportar sean muy importantes. Sólo es aplicable cuando la junta es accesible desde ambas caras.

UNIONES A SOLAPE Como su nombre lo indica, las piezas se disponen de forma que una solape parcialmente a la otra. Para conseguir una buena resistencia, la longitud del solape debe ser mayor del triple del espesor de la pieza más fina. La unión se puede conseguir mediante la aplicación de uno o dos cordones de soldadura.

Unión a solape con un solo cordón:  Es de muy fácil realización. El metal de aportación se deposita simplemente a lo largo de una de los rincones que dejan las piezas al disponer una sobre la otra La resistencia de la soldadura depende del espesor del cordón en ángulo 48

depositado. La soldadura mediante un solo cordón es aplicable hasta unos 12 mm de espesor, siempre que la carga a soportar no sea muy severa.

Unión a solape mediante dos cordones: Tiene capacidad de carga mucho mayor que la anterior. Es un tipo de unión muy utilizado en soldadura. Como regla general, si la soldadura se realiza con su resistencia es comparable a la del metal base. Uniones en esquina exterior: Son ampliamente utilizadas en la unión de secciones que no estén sometidas a grandes esfuerzos. Según la disposición de los bordes, las podemos clasificar en uniones en ángulo exterior cerradas, semiabiertas y abiertas. Uniones en esquina, cerradas: Se emplea principalmente para espesores finos, debido a que no permite conseguir aria buena penetración. Poco recomendable por su pequeña capacidad de carga. Uniones en esquina, semiabiertos: Recomendables para espesores mayores y donde la soldadura sólo pueda realizarse desde un lado. Capaces de soportar cargas en las que el impacto o la fatiga no sean muy severos. La disposición de los bordes, de forma que las esquinas interiores quedan protegidas, disminuye el peligro de formación de agujeros en la raíz de la junta. Uniones en esquina, abiertas: Esta disposición de las piezas permite la soldadura desde ambos lados, por lo que se pueden conseguir juntas muy resistentes, capaces de soportar grandes cargas. Es aplicable a cualquier espesor. Debido a la buena distribución de tensiones, es recomendable para soportar esfuerzos de fatiga o cargas de impacto. Unión sobre cantos:  Aplicable para espesores finos (unos 6 mm. o menos) y con muy pequeña capacidad resistente.

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Los chaflanes en U, en doble U, en J y en doble J, se utilizan en lugares de chaflanes en V, en doble V, en bisel simple y en bisel doble en las piezas de gran espesor con objeto de ahorrar material de aportación, al mismo tiempo de reducir el aporte térmico y las deformaciones.

NORMAS PARA LA PREPARACIÓN DE LAS UNIONES Las uniones se preparan de acuerdo con el espesor de la chapa y el proceso de soldeo. Por ejemplo, una unión a tope puede ser en “ I” (sin chaflán o bordes sin b isel) cuando los bordes de la chapa son rectos, o puede se r en “ Y”, cuando los bordes tie nen chaflán, o pueden ser en “ X” (o en doble “ Y”) cuando los bordes tienen doble chaflán.   La norma UNE-EN 29692 define las formas y dimensiones generales para la preparación de uniones con los procesos de soldeo oxigás, electrodo revestido, MIG/MAG y TIG, y la norma UNE-EN SO 9692-2 da las formas y dimensiones para el proceso de arco sumergido SAW. Para disminuir las impurezas que alteran la composición química del material depositado, los flancos y bordes a soldar deben estar limpios, debido a que el peso del depósito de soldadura es de pocos gramos por unidad de longitud. Cualquier resto de suciedad contaminará inevitablemente a la soldadura, el azufre en un porcentaje mayor a 0,035% produce fisuración en caliente , siendo este elemento uno de los componentes más abundantes en la pintura, las grasas, el aceite y en el polvo de tiza. Además, los bordes deberán estar paralelos para lograr la uniformidad tanto del cordón depositado como del aporte térmico, una superficie irregular de la unión es como una pista por donde solo se puede circular con maniobras cuidadosas. Una superficie uniforme y limpia es como una autopista donde se puede conducir a mayor velocidad. En consecuencia, los procesos de mayor velocidad de soldeo, como el semiautomático y el de arco sumergido, requieren una mejor preparación de las uniones o juntas.

Nomenclatura de las uniones De acuerdo con la norma UNE EN ISO 9692-2:1998, la nomenclatura de las uniones y sus partes es: t = Espesor de chapa o tubo. b = Separación de raíz α = Ángulo del chaflán c = Altura de talón β = Ángulo del bisel h = Altura del bisel

PARTICULARIDADES DE LAS UNIONES A TOPE Unión en “I” Dependiendo de la facilidad de acceso y sobre todo del espesor de chapa, se puede tener una unión a tope en “I” para espesores de hasta cuatro milímetros. Cuando se trata de soldar espesores mayores habrá falta de penetración. Sin embargo, al soldar por ambos lados se podrá unir chapas de hasta 8 mm con suficiente penetración. (Figura 4)

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Unión en “V” y en “Y” Las uniones en “ V” y en “ Y” debe tener una abertura de un ángulo mínimo del chaflán de 60º para los procesos: Electrodos revestidos (111), oxigás (311) y TIG (141). Sin embargo, para el proceso MIG/MAG (135) este ángulo debe ser mayor o igual a 50°. Así se ahorra material de aporte evitando, además, un excesivo calentamiento que afecte al material base. Con menor calentamiento se reducen las contracciones, las deformaciones y las tensiones residuales. La razón de hacer un chaflán con el menor ángulo de abertura posible es también económica por el menor tiempo de ejecución. Un ángulo muy abierto consume demasiado metal de aporte, incrementa el número de pasadas, el aporte térmico y el tiempo de ejecución. Sin embargo un ángulo muy agudo o estrecho ocasiona la peligrosa falta de fusión. (Figura 5).

La unión en “ Y” tiene la ventaja de que puede soldarse con bastante energía (alta intensidad de corriente). Esta unión deberá soldarse en las posiciones que faciliten el empleo de electrodos de alta penetración, o procesos de alta penetración como arco sumergido SAW. Unión en “X” Las chapas de espesores mayores a 10 mm deberán soldarse con la preparación en “ X” o de doble “ Y”, para ello se deb erá considerar la facilidad de acceso por ambos lados de la chapa. (Figura 6).

Unión con reborde La unión de reborde es útil en chapas delgadas, muy adecuada para los procesos oxigás y TIG, sin material de aporte. Sin embargo, cuando se trata de aceros inoxidables no se debe prescindir del empleo de material de aporte, porque sino se tendrá problemas de corrosión al perder cromo durante el soldeo, lo que desestabiliza la aleación y sensibiliza a la unión soldada. (Figura 7). 51

Cordón de respaldo Siempre que sea posible se debe procurar soldar la raíz por el lado opuesto, el cordón de respaldo es siempre más seguro que hacer un cordón de raíz, producirá una penetración suficiente y será ejecutado con facilidad, incidiendo también en la reducción de los costos. El cordón de respaldo brinda mayor facilidad de ejecución. (Figura 7).

Uniones 1/3 - 2/3 Para facilitar la ejec ución de las uniones en doble “V” o “X” es conveniente recurr ir a la preparación 1/3 - 2/3 del espesor de la chapa. Las deformaciones producidas con el primer tercio se equilibran con las con tracciones de los dos tercios finales. Esto evita el trabajo de dar vueltas sucesivas al material para soldar por ambos lados. (Figura 8).

UNIONES ESPECIALES (UNIONES EN ÁNGULO) Entre las uniones a tope, existen algunos tipos que se especifican en las normas UNE-EN 150 9692-2, UNE-EN ISO 9692-2AC y UNE-EN ISO 9692-3. Se deben conocer los detalles más importantes para saber qué ventajas y qué desventajas tienen para la ejecución de la unión.

Unión de flancos empinados Se utiliza este tipo de unión en chapas de espesores mayores a 16 mm, eventual mente se puede soldar con una pletina de respaldo para la raíz quedando esta soldada con la unión (figura 9). La separación entre bordes suele ser mayor a 6 mm. Esto facilita la ejecución de la raíz con alto amperaje y con electrodos de alto rendimiento. Sin embargo, la pletina queda solapada en los bordes y es un punto débil para la resistencia a la corrosión así como a las cargas dinámicas. Para evitar esta desventaja se sustituye la pletina metálica por soportes cerámicos o respaldo de cobre. 52

—  Se utiliza en la fabricación de cupones de prueba para ensayos de tracción del metal depositado y estructuras sometidas a carga estática. — El ángulo b suele ser de 5 a 200. — b = 6 a 10 mm para electrodo y MAG. — b = 12 a 20 mm para arco sumergido.

Uniones de flancos desiguales Se emplea especialmente para uniones en cornisa para evitar la acumulación de material y su caída por gravedad. La forma con chaflán de 45° y un borde recto es más económica para la preparación, sin embargo existe el riesgo de producir falta de fusión, por eso la unión de 45° + 15° es la ideal para el soldeo en cornisa (figura 9).

Unión en “U” Esta unión es muy utilizada en materiales gruesos como tuberías de vapor de alta presión. En el caso de haber facilidad de acceso por ambos lados de la unión, se puede soldar sin separación entre los bordes para finalmente resanar y soldar por el respaldo (figura 10). En otros casos, cuando no hay facilidad de acceso, se debe hacer la combinación “ U” + “ Y” con la raíz en “ V” que se suelda en el proceso TI G. — Se emplea para espesores mayores a 20 mm. — En construcción de calderas y tubos de vapor de alta presión se hace una pasada de raíz con el proceso TIG, para depositar luego las pasadas de relleno y acabado con electrodos revestidos. — En chapas de espesores mayores a 40 mm se suelda por ambos lados de la unión haciendo una doble “U”.

Uniones asimétricas

Son la media “ Y” y/o media “ K” y/o media “ U” ( figura 10). Este tipo de uniones distribuyen el calor en forma desigual, en consecuencia se produce una diferencia de penetración en los flancos. Estas uniones son propensas a presentar falta de fusión en el flanco recto. Se requiere mucha práctica para lograr una unión buena y en lo posible será mejor evitarlas, solamente son adecuadas para las unio nes a tope en “ I”, donde la chapa perpendicular deberá tener el bisel para lograr la penetración completa.

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Uniones en ángulo

Dimensión “ a” o altura de garganta: esta med ida es determinante para la resistencia de la unión, pero es preciso comprender que una garganta en exceso produce mayores tensiones residuales, también se eleva el costo de material de aporte en progresión geométrica. Uniones en “I” con bisel Para facilidad de la ejecución y para lograr suficiente penetración, es conveniente preparar la chapa que se une frontalment e con bisel en forma de media “ Y” o de media “ K”, estas uniones tienen la particularidad de disminuir el efecto de entalladura que ocasiona la concentración de tensiones, una unión totalmente llena de material depositado es más resistente que aquella que no presenta penetración total.

Tipos de Uniones en Ángulo En función al tipo de empalme y de la ubicación, las uniones en ángulo pueden ser: a) Uniones en ángulo interior. d) Uniones en esquina o ángulo exterior. b) Uniones de flancos. e) Uniones en el alma de perfiles. c) Unión frontal.

Estas uniones se pueden observar en la construcción de una viga con platabandas de refuerzo, como se ve en la (figura 11).

Perfiles de las uniones en ángulo — Perfil convexo

— Perfil plano

— Perfil cóncavo

La unión en ángulo puede tener estos perfiles pero si lo ideal es una unión recta, con la altura de garganta “ a” para los fines de cálculo, en la práctic a se deberá tener en cuenta el comportamiento de la unión para la transmisión de los esfuerzos y la trayectoria de los mismos por el material de la soldadura en la unión entre dos chapas. Así, la unión de ángulo exterior será adecuada con un perfil convexo, mientras que la unión en ángulo interior será más resistente a cargas dinámicas con un perfil cóncavo. La unión con lados desiguales es útil. Para los cordones frontales, se prefiere para lograr una transmisión uniforme de as líneas de fuerza, aliviando así la distorsión de las tensiones interna s. Tal es el caso de las platabandas, cuyos extremos deben tener las uniones frontales para una transmisión gradual de los esfuerzos de una chapa a otra. La dimensión “a” es la altura del triángulo equilátero inscrito en la sección del perfil del cordón. (Figura 12). 54

Dimensionamiento y límites de las uniones en ángulo Las dimensiones de las uniones en ángulo deben ser diseñadas de acuerdo a la magnitud de la carga que van a soportar. Un factor relevante a tener en cuenta son los espesores de las chapas que se están soldando. La dimensión “ a”, o altura de garganta, debe ser proporcional a la chapa de menor espesor en una unión en “ T”. Además debe calcularse tanto la altura de garganta, como la longitud de la unión en proporción a las cargas estáticas o dinámicas de la construcción.

La norma DIN 18 800-1 para las construcciones de acero, en su edición de 1990, en su primera parte determina los siguientes límites: Valores mínimos de la dimensión “a”

Valor máximo de l a dimensión “ a”

amin. ≥ 2 mm

amáx. ≤ 0,7 t min.

(amin. ≥ √ t - 0,5)

Donde tmáx. es el espesor de la chapa más Donde t min. es el espesor de la chapa más gruesa de la unión. delgada de la unión.

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2.4.- Términos utilizados en la preparación de las soldaduras Las denominaciones de todas las dimensiones necesarias para definir correctamente el chaflán de las piezas que se van a soldar se indican en la tabla 2.

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2.5.- Terminología utilizada en soldadura  A continuación se indican las definiciones de los términos más comunes relacionados con la soldadura, que son específicos de la Sección IX del Código ASME y que están incluidos en el documento de la American Welding Society, AWS A 3.0, “ Términos y Definiciones Estándares de Soldadura”.

Soldadura de costura al arco (Arc seam weld).   Una soldadura de costura realizada mediante el proceso de soldadura al arco. Soldadura por puntos al arco (Arc spot weld).  Una soldadura por puntos realizada mediante el proceso de soldadura al arco. Golpe de arco (Arc strike).  Cualquier discontinuidad accidental resultante de un arco, que consiste en cualquier zona de metal refundido, metal afectado por el calor o en cualquier cambio en el perfil superficial de algún objeto metálico. El arco puede ser causado por electrodos de soldadura al arco, yugos de inspección por partículas magnéticas o cables eléctricos desgastados. Soldadura al arco (Arc welding).   Un grupo de procesos de soldadura en donde la coalescencia se produce por calentamiento con uno o varios arcos, con o sin aplicación de presión y con o sin uso de metal de aporte. Como soldado (As-welded).  Adjetivo referido a la condición del metal de soldadura,  juntas soldadas y soldaduras después de la soldadura pero antes de cualquier tratamiento térmico, mecánico o químico. Carboneado (Backgouging). La remoción de metal de soldadura y metal base del lado de la raíz de la unión para facilitar la fusión y la penetración completa de cualquier soldadura subsiguiente realizada en ese lado. Respaldo (Backing).  Material colocado en la raíz de una junta de soldadura con el propósito de soportar el metal de soldadura fundido a fin de facilitar la penetración completa en la junta. El material puede o no puede fundirse en la junta. Gas de respaldo (Backing gas). Un gas, tal como el argón, helio, nitrógeno o gas reactivo, el cual es empleado para excluir el oxígeno del lado de la raíz (lado opuesto al de soldadura) de la junta. Metal base (Base metal).  Es el metal o aleación que es sometido al proceso de soldadura. Soldadura Fuerte (Brazing).  Un grupo de procesos de unión de metales que producen coalescencia de materiales mediante su calentamiento hasta una temperatura adecuada y mediante el uso de un metal de aporte con una temperatura líquidus superior a 840 ºF pero inferior a la temperatura solidus del (los) material(es) base. El metal de aporte es distribuido entre las superficies bien ajustadas de la junta por efecto de la acción capilar. Soldadura fuerte por inmersión (Brazing, dip (DB)).  Un proceso de soldadura fuerte en el cual el calor requerido es proporcionado por un baño metálico o químico fundido. Cuando se emplea un baño químico fundido, el baño puede actuar como fundente; cuando se emplea un baño metálico fundido, el mismo proporciona el metal de aporte. 57

Soldadura fuerte en horno (Brazing, furnace (FB)).  Un proceso de soldadura fuerte en el cual las piezas son colocadas en el interior de un horno y calentadas hasta la temperatura de soldadura. Soldadura fuerte por inducción (Brazing, induction (IB)).   Un proceso de soldadura fuerte que emplea el calor generado por la resistencia de las piezas de trabajo a la corriente eléctrica inducida. Soldadura fuerte manual (Brazing, manual).  Operación de soldadura fuerte realizada y controlada completamente de forma manual. Soldadura fuerte de resistencia (Brazing, resistance (RB)).   Un proceso de soldadura fuerte que emplea el calor generado por la resistencia al flujo de corriente eléctrica en un circuito en el cual las piezas de trabajo están incluidas. Soldadura fuerte semiautomática (Brazing, semiautomatic).   Soldadura fuerte con un equipo el cual controla solo la alimentación del metal de aporte. El avance de la soldadura es controlado manualmente. Soldadura fuerte con soplete (Brazing, torch (TB)).  Un proceso de soldadura fuerte que emplea el calor proveniente de una flama de gas combustible. Operador de soldadura fuerte (Brazing operador).  El individuo que opera las máquinas o los equipos automáticos de soldadura fuerte. Intervalo de temperatura de soldadura fuerte (Brazing temperature range). El intervalo de temperatura en el cual puede llevarse a cabo la soldadura fuerte. Junta a tope (Butt joint).  Una junta entre dos miembros alineados aproximadamente en el mismo plano. Enmantequillado (Buttering).  La adición de material, mediante soldadura, sobre una o ambas superficies de una junta, antes de la preparación de la misma para la soldadura final, con el propósito de proporcionar un depósito adecuado de soldadura de transición para la posterior realización de la junta. Fusión completa (Complete fusion). Fusión que ha ocurrido sobre las superficies completas del material base a soldar y entre todas las capas y cordones. Inserto consumible (Consumable insert). Metal de aporte que es colocado en la raíz de la junta antes de la soldadura a fin de que sea fundido completamente en la raíz para formar parte de la soldadura final. Tubo de contacto (Contact tube). Dispositivo que transfiere la corriente a un electrodo continuo. Junta de esquina (Corner joint).  Una junta entre dos miembros localizados aproximadamente formando un ángulo recto entre ellos para formar una L. Cupón (Coupon). Material de ensayo. Grieta (Crack). Una discontinuidad de tipo fractura caracterizada por un extremo agudo y elevada razón longitud/ancho. 58

Discontinuidad (Discontinuity). Una interrupción de la estructura típica del material, tal como falta de homogeneidad en sus características mecánicas, metalúrgicas o físicas. Una discontinuidad no es necesariamente un defecto. Ver también defecto e imperfección. Defecto (Defect).  Discontinuidad que por naturaleza o efecto acumulado (por ejemplo, longitud total de grieta) deja una parte o producto incapaz de cumplir los estándares o especificaciones mínimos de aceptación aplicables. Corriente directa electrodo negativo (Direct current electrode negative (DCEN)).  Arreglo de las conexiones de soldadura al arco con corriente continua en la cual el electrodo es el polo negativo y la pieza de trabajo es el polo positivo del arco. Corriente directa electrodo negativo (Direct current electrode positive (DCEP)).  Arreglo de las conexiones de soldadura al arco con corriente continua en la cual el electrodo es el polo positivo y la pieza de trabajo es el polo negativo del arco. Junta con soldadura doble (Double-welded joint).  Una junta que es soldada por ambos lados. Junta de solape con soldadura doble (Double-welded lap joint).  Una junta de solape en la cual los bordes superpuestos de los miembros a unir son soldados a lo largo de los bordes de ambos miembros. Electrodo de soldadura al arco (Electrode, arc welding).  Un componente del circuito de soldadura a través del cual es conducida la corriente eléctrica. Electrodo desnudo (Electrode, bare).   Un electrodo metálico consumible que ha sido producido en forma de alambre, cinta o varilla sin revestimiento excluyendo al revestimiento incidental al proceso de fabricación o preservación. Electrodo de carbono (Electrode, carbon).   Un electrodo de material no consumible usado en soldadura y corte al arco, que consiste en una varilla de grafito o carbono, el cual puede estar revestido de cobre u otros materiales. Electrodo revestido (Electrode, covered). Electrodo metálico de aporte compuesto cuyo núcleo puede ser un electrodo de varilla o de núcleo metálico al cual se le ha aplicado un revestimiento suficiente para proporcionar una capa de escoria sobre el metal de soldadura. El revestimiento puede contener materiales que cumplen funciones de protección contar la atmósfera, desoxidación y estabilización del arco así como de fuente de adiciones metálicas a la soldadura. Electrodo de soldadura por electroescoria (Electrode, electroslag welding).  Metal de aporte incluido en el circuito de soldadura a través del cual la corriente es conducida entre el dispositivo guía del electrodo y la escoria fundida. Electrodo con núcleo fundente (Electrode, flux-cored).  Electrodo metálico de aporte formado por un tubo de metal u otra configuración hueca que contiene los ingredientes aleantes que cumplen funciones de atmósfera de protección, desoxidación, estabilización de arco y formación de escoria. Los materiales aleantes pueden estar incluidos en el núcleo. Puede o no usar protección gaseosa externa. 59

Electrodo metálico (Electrode, metal).  Un electrodo metálico consumible o no consumible usado en soldadura al arco y corte que consiste en un alambre o varilla de metal que ha sido fabricado por cualquier método y que puede o no tener revestimiento. Electrodo con núcleo metálico (Electrode, metal-cored). Electrodo metálico de aporte compuesto formado por un tubo de metal u otra configuración hueca que contiene los ingredientes aleantes. Pueden incluirse cantidades menores de ingredientes que cumplen funciones de estabilización de arco y remoción de óxidos. Puede o no usar protección gaseosa externa. Electrodo de tungsteno (Electrode, tungsten).   Un electrodo no consumible empleado en soldadura o corte al arco y rociado por plasma, fabricado principalmente de tungsteno. Alimentación lateral (Face feed). Aplicación de metal de aporte al lado de la cara de una  junta. Número ferrítico (Ferrite number). Valor arbitrario y estandarizado que designa el contenido de ferrita del metal de soldadura de acero inoxidable austenítico. Debería utilizarse en lugar del porcentaje de ferrita o del porcentaje en volumen de ferrita en base a un reemplazo directo. Ver la última edición de AWS A 4.2, Procedimiento estándar para la calibración de instrumentos magnéticos para medir el contenido de ferrita delta de metal de soldadura de acero inoxidable austenítico. Metal de aporte (Filler metal).  Metal o aleación a ser adicionada durante la fabricación de una junta por soldadura, soldadura fuerte o soldadura blanda. Metal de aporte para soldadura fuerte (Filler metal, brazing).  Metal o aleación usada como metal de aporte en soldadura fuerte que posee una temperatura líquidus superior a 450 ºC (840 ºF) pero inferior a la temperatura solidus del metal base. Metal de aporte en polvo (Filler metal, powder). Metal de aporte en forma de partículas. Soldadura a filete (Fillet weld).  Una soldadura de sección transversal aproximadamente triangular que une dos superficies colocadas en ángulo recto en una junta de solape, junta T o junta de esquina. Fundente “soldadura/soldadura fuerte” (Flux (welding /brazing)). Material usado para

disolver, prevenir o facilitar la remoción de óxidos u otras substancias superficiales indeseables. Puede actuar para estabilizar el arco, proteger el depósito fundido y puede o no generar gases de protección mediante su descomposición. Fundente activo “soldadura por arco sumergido” (Flux active, SAW). Fundente a

partir del cual la cantidad de elementos depositados en el metal de soldadura es dependiente de las condiciones de soldadura, principalmente el voltaje del arco.

Fundente de aleación “soldadura por arco sumergido” (Flux alloy, SAW). Fundente que proporciona elementos de aleación en el depósito de metal de soldadura. Fundente neutro “soldadura por arco sumergido” (Flux neutral, SAW).  Fundente que

no causará un cambio significativo en la composición del metal de soldadura cuando ocurre un cambio importante en el voltaje del arco. 60

Cubierta de fundente (Flux cover). Capa de fundente fundido sobre el baño de metal de aporte fundido. Frecuencia (Frequency). El número de ciclos completos que realiza el cabezal oscilante en un minuto u otro incremento de tiempo especificado. Gas combustible (Fuel gas). Un gas tal como acetileno, gas natural, hidrógeno, propano, propano de metil-acetileno estabilizado y otros combustibles normalmente usados con oxígeno en uno de los procesos por oxicombustible y para calentamiento. Depósito rociado fundido “rociado térmico” (Fused spray deposit (thermal

spraying)).  Depósito por rociado térmico autofundente que subsecuentemente es calentado para lograr la coalescencia entre él mismo y el substrato.

Fusión “soldadura por fusión” (Fusion (fusion welding)).   La fusión conjunta entre el

metal de aporte y el metal base o del metal base únicamente para producir una soldadura.

Superficie de fusión (Fusion face)). Superficie del metal base que será fundida durante la soldadura. Línea de fusión (Fusion line).  Término no estandarizado para la interfase de soldadura. Respaldo gaseoso (Gas backing). Gas de respaldo. Transferencia globular “soldadura al arco” (Globular transfer (arc welding)). Tipo de

transferencia metálica en la cual el metal de aporte fundido se transfiere a través del arco en forma de gotas grandes.

Soldadura de ranura (Groove weld).  Soldadura realizada en una ranura de un solo miembro o en la ranura entre dos miembros a ser soldados. Los tipos estándares de este tipo de soldadura son los siguientes: Soldadura de ranura cuadrada. Soldadura de ranura en V sencilla. Soldadura de ranura en bisel sencilla. Soldadura de ranura en U sencilla. Soldadura de ranura en J sencilla. Soldadura de ranura de bisel y acampanada sencilla. Soldadura de ranura acampanada sencilla. Soldadura de ranura en V doble. Soldadura de ranura en bisel doble. Soldadura de ranura en U doble. Soldadura de ranura en J doble. Soldadura de ranura de bisel y acampanada doble. Soldadura de ranura acampanada doble.

Zona afectada por el calor (Heat-affected zone).  La porción de metal base que no ha sido fundida, pero cuyas propiedades mecánicas o microestructura han sido alteradas por el calor generado durante la soldadura o el corte. Temperatura entre pases (Interpass temperature).  La mayor temperatura en la junta de soldadura inmediatamente antes de la soldadura, o en el caso de soldaduras de múltiples pasadas, la mayor temperatura en la sección del metal de soldadura depositado previamente, inmediatamente antes de que se inicie la deposición del siguiente pase. 61

Junta (Joint).  La unión o empalme de piezas o de los bordes de las piezas que seran soldadas o han sido soldadas. Penetración de la junta (Joint penetration).  La distancia a la cual el metal de soldadura se extiende desde la superficie de soldadura hacia el interior de la junta, exclusivo para refuerzo de soldadura. Soldadura de cerradura (Keyhole welding).   Técnica en la cual una fuente de calor concentrado penetra parcial o completamente a través de la pieza de trabajo, formando un orificio en forma de cerradura en el extremo del depósito fundido de soldadura. A medida que la fuente de calor avanza, el metal fundido llena por detrás del orificio para formar el cordón. Solape o superposición (Lap or overlap) . Distancia medida entre los bordes de dos chapas cuando se superponen para formar la junta. Junta de solape (Lap joint).   Una junta entre dos miembros superpuestos en planos paralelos. Fusión (Melt-in). Técnica de soldadura en la cual la intensidad de una fuente de calor se encuentra ajustada de tal forma que un pase de soldadura puede producirse a partir de metal de aporte adicionado al extremo del metal de soldadura fundido. Revestimiento (Overlay). Término no estándar, usado en la Sección IX del código ASME para recubrimientos. Revestimiento de metal de soldadura resistente a la corrosión (Overlay, corrosionresistant weld metal).   Deposición de una o más capas de metal de soldadura en la superficie de un material base para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosión de la superficie. Revestimiento de metal de soldadura duro (Overlay, hardfacing weld metal). Deposición de una o más capas de metal de soldadura en la superficie de un material base para mejorar las propiedades de resistencia al desgaste de la superficie. Pase (Pass). Una progresión individual de una operación de soldadura o revestimiento a lo largo de una junta, depósito de soldadura o substrato. El resultado de un pase es un cordón de soldadura o una capa. Pase de cubierta (Pass, cover). Pase o pases finales de cubierta sobre la superficie de una soldadura. Pase de corrección (Pass, wash). Pase para corregir aberraciones superficiales menores y/o preparar la superficie para evaluación no destructiva. Ensayo de desgarre (Peel test).  Método destructivo de ensayo que separa mecánicamente una junta de solape mediante desgarre. Martillado (Peening). Trabajado mecánico de metales empleando carga de impacto. Polaridad inversa (Polarity, reverse). El arreglo de las conexiones de soldadura al arco por corriente directa con la pieza a soldar como polo negativo y el electrodo como polo positivo del arco de soldadura; un sinónimo para corriente directa con electrodo positivo. 62

Soldadura de tapón (Plug weld).   Soldadura realizada en un orificio circular o con otra forma geométrica (como una soldadura de ranura cuadrada) en un miembro de una junta de solape o T, que une ese miembro con el otro. Las paredes del orificio pueden o no ser paralelas, y el orificio puede ser llenado parcial o completamente con metal de soldadura. (Un orifico soldado a filete o una soldadura de punto no deberán incluirse en esta definición). Polaridad directa (Polarity, straight). El arreglo de las conexiones de soldadura al arco por corriente directa con la pieza a soldar como polo positivo y el electrodo como polo negativo del arco de soldadura; un sinónimo para corriente directa con electrodo negativo. Postcalentamiento (Postheating). Aplicación de calor a un montaje o ensamble después de la soldadora, soldadura fuerte, soldadura blanda, rociado térmico o corte térmico. Tratamiento térmico postsoldadura (Postweld heat treatment).   Cualquier tratamiento térmico posterior a la soldadura. Polvo (Powder). Metal de aporte en polvo. Mantenimiento de precalentamiento (Preheat maintenance).   Práctica de mantenimiento de la temperatura de precalentamiento mínima especificada o de alguna temperatura mayor especificada durante algún intervalo de tiempo requerido después de finalizada la soldadura o rociado térmico o hasta que sea iniciado el tratamiento térmico postsoldadura. Temperatura de precalentamiento (Preheat temperature).  La temperatura mínima en la preparación de la junta inmediatamente antes de del proceso de soldadura; o en el caso de soldadura de múltiples pases, le temperatura mínima en la sección del metal de soldadura depositado previamente, inmediatamente antes de la soldadura. Precalentamiento (Preheating).  La aplicación de calor al metal base inmediatamente antes de una operación de soldadura o corte para lograr una temperatura de precalentamiento mínima especificada. Soldadura por energía pulsada (Pulsed power welding).   Cualquier método de soldadura al arco en el cual la energía es programada cíclicamente en pulsos de forma tal que puedan utilizarse valores efectivos pero de corta duración de un parámetro. Tales valores son notablemente diferentes del valor promedio del parámetro. Algunos términos equivalentes son soldadura por corriente o voltaje pulsado. Soldadura por rociado pulsada (Pulsed spray welding).  Una variación del proceso de soldadura al arco en la cual la corriente es pulsada para utilizar las ventajas de la transferencia por rociado con valores de corriente promedio iguales o inferiores a la corriente de transición entre transferencia globular y por rociado. Junta de ranura (Rabbet joint). El diseño típico de la junta con ranura a soldar. Retenedor (Retainer).  Material no consumible, metálico o no metálico, empleado para contener o dar forma al metal de soldadura fundido. Soldadura de sellado (Seal weld).   Cualquier soldadura diseñada principalmente para proporcionar un grado específico de ajuste para evitar fugas. 63

Soldadura de costura (Seam weld).  Soldadura continua realizada entre o sobre miembros superpuestos en la cual la coalescencia puede iniciarse y ocurrir sobre ambas superficies adyacentes o provenir de una de la superficie de uno de los miembros. La soldadura continua puede consistir de un cordón de soldadura sencillo o de soldadura de punto superpuestas. Transferencia por corto circuito “soldadura al arco con protección gaseos a y electrodo revestido” (Short circuiting transfer (gas metal-arc welding)).  Transferencia

metálica en la cual el metal fundido de un electrodo consumible es depositada durante corto circuitos repetidos.

Junta sencilla (Single welded joint). Junta soldada desde un solo lado. Junta de solape sencilla (Single-welded lap joint).  Una junta de solape en la cual los bordes superpuestos de los miembros a unir son soldados a lo largo del borde de uno de los miembros solamente. Inclusión de escoria (Slag inclusión).  Material sólido no metálico atrapado en el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base. Espécimen (Specimen). Se refiere al espécimen de ensayo. Soldadura de puntos (Spot weld).   Soldadura realizada entre o sobre miembros superpuestos en la cual la coalescencia puede comenzar y ocurrir entre las superficies adyacentes o puede provenir de la superficie exterior de uno de los miembros. La sección transversal de la soldadura es aproximadamente circular. Fusión por rociado (Spray-fuse).  Técnica de rociado térmico en la cual el depósito es recalentado para fundir las partículas y formar un enlace metalúrgico con el substrato. Transferencia por rociado “soldadura al arco” (Spray transfer (arc welding)).

Transferencia metálica en la cual el metal fundido proveniente del electrodo consumible es impulsada axialmente a través del arco en forma de pequeñas gotas.

Cordón recto (Stringer bead).  Cordón soldado formado sin oscilación apreciable. Revestimiento superficial (Surfacing) . Aplicación mediante soldadura, soldadura fuerte o rociado térmico de una o varias capas de material a una superficie para obtener propiedades o dimensiones deseadas. Junta en T (Tee joint (T)).   Junta entre dos miembros localizados aproximadamente en ángulo recto en forma de T. Cupón de ensayo (Test coupon) . Ensamble por soldadura o soldadura fuerte para ensayos de calificación de procedimiento o desempeño. El cupón puede ser cualquier producto (chapa, tubería, tubo, etc.) y puede ser una soldadura a filete, revestimiento, depósito de soldadura, etc. Garganta real (filete), (Throat, actual (of fillet)).  La distancia mas corta entre la raíz y la cara de la soldadura a filete.

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Espécimen de ensayo (Test specimen). Sección de un cupón de prueba para un ensayo específico. El espécimen puede ser para ensayo de doblez, tensión, impacto, análisis químico, metalográfico, etc. Un espécimen puede ser un cupón completo de ensayo. Corte térmico (Thermal cutting (TC)).   Grupo de procesos de corte que separa o remueve metal mediante calentamiento, quemado o vaporización localizada de las piezas de trabajo. Garganta efectiva (filete), (Throat, effective (of fillet)). Distancia mínima desde la cara del filete, menos cualquier convexidad, hasta la raíz de la soldadura. En el caso de soldaduras de filete combinadas con soldadura de ranura, se deberá tomar en cuenta la raíz de la soldadura de ranura. Garganta teórica (filete) Throat, theoretical (of fillet).  Distancia desde el inicio de la raíz de la unión perpendicular a la hipotenusa del triángulo recto mas grande que puede ser inscrito dentro de la sección transversal de una soldadura a filete. Esta dimensión se basa en la suposición de que la apertura de la raíz es igual a cero. Socavadura (Undercut). Una ranura fundida en el metal base adyacente al talón o raíz de la soldadura sin rellenar con metal de soldadura. Cordón ondulado (Weave bead). Para procesos manuales o automáticos, un cordón de soldadura formado empleando oscilación. Ondeado (Weaving).  Técnica de soldadura en la cual la fuente de energía se oscila transversalmente a medida que se progresa a lo largo de la soldadura. Soldadura (Weld).  Coalescencia localizada de metales o no metales producida por calentamiento de los materiales hasta la temperatura de soldadura con a sin aplicación de presión o producida por la aplicación de presión únicamente y con o sin empleo de material consumible. Soldadura autógena (Weld, autogenous). Soldadura de fusión realizada sin metal de aporte. Cordón de soldadura (Weld bead). Depósito de soldadura resultante de un pase. Cara de la soldadura (Weld face).   Superficie expuesta de una soldadura en el lado desde el cual se realizó la soldadura. Interfase de soldadura (Weld interface).   La interfase entre el metal de soldadura y el metal base en una soldadura por fusión. Metal de soldadura (Weld metal).  Metal en una soldadura por fusión que consiste en la parte del metal base y del metal de aporte que se funden durante la soldadura. Refuerzo de la soldadura (Weld reinforcement).  Metal de soldadura en la cara o raíz de una soldadura de ranura en exceso del metal necesario para un tamaño específico de soldadura. Tamaño de la soldadura “soldaduras de ranura” (Weld size: groove welds). La

profundidad de ranura incluyendo cualquier penetración más allá del biselado, resultante en la dimensión de la soldadura que soporta la resistencia. 65

Tamaño de la soldadura “para soldaduras a filete con catetos iguales” (Weld size: for equal leg fillet welds).  Longitudes del cateto del mayor triángulo isósceles que puede inscribirse en la sección transversal de la soldadura. Tamaño de la soldadura “para soldaduras a filete con catetos diferentes”  (Weld size:

for unequal leg fillet welds). Longitudes de los catetos del mayor triángulo isósceles que puede inscribirse en la sección transversal de la soldadura. Soldador (Welder). Individuo que realiza soldadura manual o semiautomática. Soldadura automática (Welding, automatic).   Soldadura con equipo que realiza la operación de soldadura sin necesidad de ajuste de los controles por parte de un operador de soldadura. Soldadura por electroescoria con dispositivo de guía consumible (Welding, consumable guide electroslag).  Variación del proceso de soldadura por electroescoria en el cual el metal de aporte es proporcionado por un electrodo y su dispositivo de guía. Soldadura de electrogas (Welding, electrogas (EGW)). Proceso de soldadura al arco que emplea un arco entre un electrodo metálico de aporte continuo y el depósito fundido, empleando progresión de soldadura aproximadamente vertical con retenedores para confinar la el metal de soldadura. El proceso es usado con o sin empleo de gas protector proporcionado externamente y sin la aplicación de presión. La protección para su uso con electrodos sólidos o de núcleo metálico se obtiene de un gas o de una mezcla gaseosa. La protección para su uso con electrodos de núcleo fundente puede o no ser obtenida a partir de un gas o mezcla gaseosa proporcionada externamente. Soldadura por haz de electrones (Welding, electron beam (EBW)).   Proceso de soldadura que produce la coalescencia con un haz concentrado compuesto principalmente por electrones con alta velocidad que impactan la junta. El proceso es usado sin gas de protección y sin la aplicación de presión. Soldadura por electroescoria (Welding, electroslag (ESW)).  Proceso de soldadura que produce la coalescencia de los metales con escoria fundida la cual funde el metal de aporte y las superficies de las piezas a soldar. EL depósito fundido es protegido por esta escoria que se desplaza a la largo de la sección transversal completa de la junta a medida que avanza el proceso. El proceso se inicia mediante un arco que calienta la escoria. Posteriormente el arco se extingue y la escoria conductora permanece en estado líquido debido a la resistencia al paso de la corriente eléctrica entre el electrodo y la pieza de trabajo. Ver electrodo de soldadura por electroescoria y soldadura por electroescoria con dispositivo de guía consumible. Soldadura al arco con núcleo fundente (Welding, flux-cored arc (FCAW)).  Proceso de soldadura con protección gaseosa que emplea un arco entre un electrodo metálico consumible continuo y el depósito fundido. El proceso se emplea con un gas de protección proveniente del fundente contenido dentro del electrodo tubular, con o sin protección adicional de un gas proporcionado externamente y sin la aplicación de presión. Soldadura por fricción (Welding, friction (FRW)).   Proceso de soldadura en estado sólido que produce una soldadura empleando el contacto por fuerzas de compresión de las piezas de trabajo que rotan o se mueven entre ellas para producir calor y desplazamiento plástico de material entre las superficies adyacentes. 66

Soldadura al arco con protección gaseosa y electrodo consumible (Welding, gas metal-arc (GMAW)).  Un proceso de soldadura que emplea un arco entre un electrodo metálico consumible continuo y el depósito fundido. El proceso emplea protección gaseosa proporcionada externamente sin aplicación de presión. Soldadura al arco pulsado con protección gaseosa y electrodo consumible (Welding, gas metal-arc, pulsed arc (GMAW-P)).   Una variación del proceso de soldadura al arco con protección gaseosa y electrodo consumible en el cual la corriente es pulsada. Soldadura al arco por cortocircuito con protección gaseosa y electrodo consumible (Welding, gas metal-arc, short-circuiting arc (GMAWS)).  Una variación del proceso de soldadura al arco con protección gaseosa con electrodo consumible en el cual el electrodo consumible es depositada durante repetidos cortocircuitos. Soldadura al arco con protección gaseosa y electrodo de tungsteno (Welding, gas tungsten-arc (GTAW)). Proceso de soldadura al arco que produce la coalescencia de los metales mediante su calentamiento con un arco entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza de trabajo. La protección proviene de un gas o mezcla de gases. Pueden o no utilizarse presión y/o metal de aporte. (Este proceso se conoce también como soldadura con electrodo de tungsteno). Soldadura al arco pulsado con protección gaseosa y electrodo de tungsteno (Welding, gas tungsten-arc, pulsed arc (GTAW-P)). Variación del proceso de soldadura al arco con protección gaseosa y electrodo de tungsteno en el cual la corriente es pulsada. Soldadura por inducción (Welding, induction (IW)).  Proceso de soldadura que produce la coalescencia de los metales por el calentamiento obtenido a partir de la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de la corriente de soldadura inducida de alta frecuencia con o sin aplicación de presión. El efecto de la corriente de alta frecuencia es concentrar el calor de soldadura en la ubicación deseada. Soldadura laser (Welding, laser beam (LBW)).   Proceso de soldadura en el cual la coalescencia de los materiales se produce con el calor obtenido de la aplicación de un haz de luz coherente concentrado aplicado sobre los miembros a ser soldados. Soldadura por máquina (Welding, machina).  Soldadura con equipo el cual realiza la operación de soldadura bajo la observación y control constante del operador de soldadura. El equipo puede o no realizar la carga y descarga del trabajo. Soldadura manual (Welding, manual).  Soldadura donde la operación completa de soldadura se realiza y controla manualmente. Operador de soldadura (Welding, operador).   Individuo que opera la máquina o el equipo automático de soldadura. Soldadura con gas oxicombustible (Welding, oxyfuel gas (OFW)).  Conjunto de procesos de soldadura en los cuales la coalescencia se produce por calentamiento de los materiales mediante una flama o flamas de gas oxicombustible, con o sin la aplicación de presión y con o sin el uso de metal de aporte. Soldadura semiautomática al arco (Welding, semiautomatic arc).   Soldadura al arco con equipo que controla solo la alimentación del metal de aporte. 67

Soldadura al arco por plasma (Welding, plasma-arc (PAW)).  Un proceso de soldadura por arco el cual produce la coalescencia de los metales mediante su calentamiento con un arco restringido entre un electrodo y la pieza de trabajo (arco transferido), o el electrodo y la boquilla de restricción (arco no transferido). La protección se obtiene a partir del gas caliente e ionizado emitido por a través del orificio de la antorcha que puede ser complementado con una fuente auxiliar de gas protector. El gas de protección puede ser inerte o una mezcla de gases. Puede o no usarse presión y puede o no emplearse metal de aporte. Soldadura por resistencia (Welding, resistance (RW)).   Conjunto de procesos de soldadura que producen la coalescencia de las superficies adyacentes con el calor obtenido a partir de la resistencia de las piezas al del flujo de corriente de soldadura en un circuito del cual forman parte las piezas de trabajo y mediante la aplicación de presión. Soldadura por resistencia de costura (Welding, resistance seam (RSEW)). Un proceso de soldadura por resistencia que produce una soldadura en las superficies de partes superpuestas progresivamente a lo largo de una longitud de la junta. La soldadura puede hacerse con granos de soldadura superpuestos, un grano continuo o forjando la  junta mientras es calentada hasta la temperatura de soldadura mediante resistencia al flujo de la corriente de soldadura. Soldadura por resistencia de puntos (Welding, resistance spot (RSW)).   Un proceso de soldadura por resistencia que produce una soldadura en las superficies adyacentes de una junta mediante el calor obtenido a partir de la resistencia al flujo de corriente de soldadura a través de las piezas proveniente de los electrodos que sirven para concentrar la corriente de soldadura y la presión en el área de soldadura. Soldadura por electrodo revestido (Welding, shielded metal-arc (SMAW)). Un proceso de soldadura al arco con un arco entre un electrodo revestido y el depósito fundido. El proceso es usado con gas de protección proveniente de la descomposición del revestimiento del electrodo, sin la aplicación de presión y con metal de aporte proveniente del electrodo. Soldadura de espárragos (Welding, stud).   Término general para la unión de pernos metálicos o parte similar a la pieza de trabajo. La soldadura puede realizarse mediante arco, resistencia, fricción u otro proceso adecuado con o sin protección gaseosa externa. Soldadura por arco sumergido (Welding, submerged-arc (SAW)).  Un proceso de soldadura al arco que emplea un arco o arcos entre uno o varios electrodos de varilla y el depósito fundido. El arco y el metal fundido son protegidos mediante un manto de fundente granular sobre las piezas de trabajo. El proceso es empleado sin presión y con metal de aporte proveniente del electrodo y algunas veces de una fuente suplementaria (varilla de soldadura o granos metálicos).

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2.5.1.-Términos asociados a las soldaduras en ángulo o filete En la figura 4 se representan las dimensiones más importantes de una soldadura en ángulo. Una soldadura en ángulo, estará definida por su garganta o por su lado, se debe tener en cuenta que ambas dimensiones están relacionadas: [Z = √2.a]; Siendo (a) la garganta y (z) el lado.

Las soldaduras en ángulo intermitentes pueden ser enfrentadas [Figura 5(A)] o alternadas [Figura 5(B)]. En la soldadura en ángulo intermitente enfrentada de la figura se han indicado los nombres de las dimensiones más comunes en las soldaduras en ángulo intermitentes.

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2.5.2.- Cara y Raíz de una Soldadura La representación de la cara y la raíz de una soldadura, junto con el sobreespesor en la cara y en la raíz se indican en la siguiente figura 6.

2.5.3.- Número de Pasadas o Cordones de Soldadura El número de pasadas es el número de veces que se ha tenido que recorrer longitudinalmente la unión hasta completarla. Como resultado de cada pasada se obtiene un cordón de soldadura. [Figuras 7 (A) y (B)]

2.5.4.- Penetración de una Soldadura Una soldadura se puede realizar con penetración completa (figura 8) o con penetración parcial (figura 9).

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2.5.5.- Soldaduras por el Reverso, Soldadura con Respaldo y Soldadura de respaldo Soldadura por el reverso: Es una soldadura efectuada por el lado de la raíz de la soldadura ya realizada, tal como se indica en la figura 10. Se suele realizar un resanado, o al menos una limpieza, antes de depositar la soldadura por el reverso. Soldadura con respaldo En algunas ocasiones se utiliza un respaldo para realizar una soldadura. Un respaldo es un material o dispositivo que se coloca por la parte posterior de la unión para soportar y retener el metal de soldadura fundido (ver figura 11). Este material puede ser metálico o no y puede fundirse parcialmente o no durante el soldeo. En el caso de fundirse parcialmente durante el soldeo el respaldo será permanente es decir no se retirará después del soldeo. Soldadura de respaldo En el caso de utilizar un cordón de soldadura como respaldo se denominará soldadura de respaldo, esto se indica en la figura 12.

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2.5.6.- Velocidad de Soldadura o de Soldeo La velocidad de soldeo es la longitud del cordón depositado en la unidad de tiempo. Normalmente se mide en (cm./min.) en (m/s) o en (pulgadas/min.). Por lo tamo, es la velocidad con la que se avanza a lo largo de la unión.

2.5.7.- Extensión del Electrodo; Extensión o Extremo libre del electrodo y Longitud del arco Extensión del electrodo: La extensión del electrodo es un parámetro importante en el soldeo MIG/MAG, FCAW y SAW. Se define como la longitud de electrodo no fundida a partir del extremo de la tobera de gas. Cuanto mayor es la extensión del electrodo para una intensidad dada mayor es la tasa de deposición y menor la penetración. Extensión o Extremo libre del electrodo: Es la longitud de electrodo no fundida a partir del extremo del tubo de contacto, tal como se indica en la figura 13. Longitud del arco: Distancia desde el extremo del electrodo a la superficie de la pieza.

Figura 13.- Extensión del electrodo, Extensión libre del electrodo y longitud del arco.

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2.6.- Preparación de bordes para soldadura SMAW Las siguientes preparaciones de bordes por soldadura SMAW (arco manual con electrodos revestidos) son aplicables, tanto a juntas longitudinales como circulares, donde sea posible soldar por ambos lados. (Ver figura 14).

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2.7.- Preparación de bordes para soldadura SAW  A continuación se indican algunas preparaciones típicas para soldadura SAW (Arco Sumergido), las cuales son aplicables tanto a juntas circulares como longitudinales donde sea posible soldar por ambos lados. (Figura 15).

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2.8.- Preparación de bordes para soldadura SMAW + SAW Las preparaciones de bordes siguientes son de aplicación a juntas tanto longitudinales como circunferenciales en las que por uno de los lados no es posible la soldadura con la máquina de arco sumergido. (Figura 16).

2.9.- Preparación de bordes para soldadura GTAW + SMAW Las siguientes preparaciones son aplicables para juntas donde no es posible sol dar por ambos lados. En tal caso, por lo menos los dos primeros cordones de soldadura se realizarán por el proceso GTAW (TIG o arco bajo gas protector con electro do no consumible de tungsteno) y los restantes cordones por el proceso SMAW. (Figura 17).

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2.10.- POSICIONES PARA REALIZAR LAS SOLDADURAS En principio, las cuatro posiciones fundamentales en las que se podrá soldarse cualquier tipo de junta son: Posición plana o sobremesa; Posición horizontal o cornisa; Posición vertical (ascendente o descendente) y Posición sobrecabeza o bajo techo. La posición plana es la más ampliamente utilizada puesto que permite una soldadura rápida y fácil de realizar. La soldadura en vertical puede realizarse de abajo hacia arriba (vertical ascendente) o de arriba hacia abajo (vertical descendente), Para espesores muy finos se recomienda la soldadura en vertical descendente. En las soldaduras en sobrecabeza y horizontal se requiere de una habilidad considerable por parte del soldador u operario para asegurar un cordón uniforme y con penetración correcta. En general, la clasificación de las posiciones que se indica más adelante tiene aplicación principalmente ala hora de juzgarla habilidad de los soldadores u opera dores de las máquinas de soldeo y también cuando se trata de soldaduras de responsabilidad. La AWS (American Welding Society) y otras especificaciones, distinguen las posiciones cuando se trata de soldar chapas o tuberías, tanto a tope como en ángulo, según queda reflejado en las siguientes figuras. La figura 18 es de aplicación a soldaduras de chapas a tope La descripción de las posiciones es fa siguiente:

Posición 1G: Chapas horizontales. Soldadura plana o sobremesa. Posición 2G: Chapas verticales con eje de soldadura horizontal. Soldadura horizontal o cornisa. Posición 3G: Chapas verticales con eje de soldadura también vertical. Soldadura vertical. Posición 4G: Chapas horizontales. Soldadura bajo techo.

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En la (Figura 19), de aplicación a soldadura de chapas en ángulo, la descripción es la siguiente:

Posición 1F: Posición 2F: Posición 3F: Posición 4F:

Una de las chapas inclinada 45°. Eje de soldadura horizontal. Soldadura plana. Una de las chapas horizontal. Eje de soldadura horizontal. Soldadura horizontal.  Ambas chapas verticales con eje de soldadura vertical. Soldadura vertical. Una de las chapas horizontal. Eje de soldadura horizontal. Soldadura bajo techo.

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Por último, la Figura 20 es de aplicación a soldadura de tuberías en ángulo, siendo su descripción:

Posición 1F:

Conjunto con movimiento de rotación. Eje del tubo inclinado 45°. Soldadura plana. El depósito de material se realiza en la parte superior. Posición 2F: Conjunto inmóvil durante el soldeo. Tubo vertical. Soldadura horizontal. Posición 2FR: Conjunto con movimiento de rotación. Tubo horizontal. Soldadura horizontal. El depósito de material se realiza en la parte superior. Posición 4F: Conjunto inmóvil durante el soldeo. Tubo vertical. Soldadura bajo techo. Posición 5F: Conjunto inmóvil durante el soldeo. Tubo horizontal. Soldadura plana, vertical y bajo techo.

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En la figura 21, se representan las distintas posiciones para soldar chapas y tubos a tope, con o sin bisel, según lo expresan los códigos ASME y AWS.

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En la figura 22, se representan las distintas posiciones para soldar chapas y tubos a tope, con o sin bisel, según lo expresan los códigos ASME/AWS en comparación con lo indicado por las Normas Europeas en cuanto al diseño de las juntas.

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2.11.- Soldadura de Juntas a Filete (Diseño y Práctica) En estructuras soldadas, el diseño de las juntas a filete es fundamental a diferencia de las  juntas a tope, donde las condiciones para el diseño se encuentran implícitas en el cálculo de los componentes o partes estructurales que constituye la estructura. La evaluación de las tensiones en una junta de filete es compleja. La figura 23, muestra los dos perfiles típicos de filete uno convexo y otro cóncavo. Por lo tanto podemos definir la garganta efectiva como la mínima distancia entre la raíz de la  junta y la cara de la soldadura. Los códigos estructurales establecen control sobre estos aspectos geométricos del filete. En el control geométrico del filete se utilizan plantillas goniométricas usualmente llamadas catetómetros, que permiten controlar en filetes terminados el tamaño del cateto. Otro aspecto importante es controlar la penetración del filete o fusión del vértice así como la fusión sobre los lados del filete, esto se puede realizar con cupones de trabajo o en una calificación por medio de una sección de filete con preparación macrográfica. En los códigos, como AWS D1.1, se debe verificar una compatibilidad entre el tamaño de cateto calculado y el espesor del metal base debiendo, en caso de ser necesario, ajustar el tamaño al mínimo requerido por el código. La Tabla 1 muestra el mínimo tamaño de cateto requerido para filetes estructurales según AWS D1.1.

Métodos de soldadura aplicables Los métodos de soldadura más utilizados en la construcción de estructuras metálicas mediante uniones a filete son: - Soldadura manual con electrodo revestido ( SMAW). - Soldadura semiautomática con protección gaseosa y alambre macizo ( GMAW). - Soldadura semiautomática con o sin protección gaseosa y alambre tubular ( FCAW). - Soldadura por arco sumergido (SAW). Cada uno de estos métodos presenta ventajas comparativas entre si para la ejecución de soldadura de filete, en consecuencia, una adecuada selección permitirá reducir costos de fabricación sin poner en compromiso la calidad o seguridad del producto terminado. En los trabajos de soldadura en obra, es clásica la aplicación de soldadura manual debido fundamentalmente a su flexibilidad para el trabajo en toda posición. No obstante la tendencia es aplicar en mayor cantidad y sustituir en muchos casos este método por la 82

soldadura semiautomática. Si bien dicho proceso puede tener inconvenientes en trabajos al aire libre o en campo, por la protección gaseosa, los mismos pueden ser superados con la utilización de alambres tubulares autoprotegidos como material de aporte sin necesidad de utilizar gas de protección. Por ejemplo para la soldadura de filete de aceros estructurales tipo ASTM A36 pueden usarse alambres autoprotegidos clasificados por  AWS 5.20 como E70T-4, E7OT-7 o E71T-11. La elaboración de prefabricados para estructuras en taller, como es el caso de vigas de alma llena o vigas reticuladas por ejemplo, es notable el aumento de productividad y la reducción de costos por la ejecución de las uniones de filete con soldadura GMAW o FCAW, adaptables para automatización completa y robotización. En el caso particular de grandes vigas de alma llena la aplicación del proceso de arco sumergido (SAW) para la realización de las típicas soldaduras de filete de unión entre alma y alas permite optimizar el proceso productivo y la calidad de terminación de las soldaduras, especialmente si se aplican en aceros estructurales comunes fundentes o fluxes del tipo rutílico o rutílico-ácido. Estas ventajas están dadas tanto por la eficiencia de deposición del tipo de consumible utilizado en cada método y el factor operativo de éstos. Se define como eficiencia de deposición a la relación entre el peso de metal depositado y el peso del metal de aporte utilizado, en tanto que el factor operativo es la relación entre el tiempo de arco o deposición y el tiempo total del trabajo. Dentro del campo de aplicación de la soldadura semiautomática la utilización de alambres tubulares, formalmente denominado soldadura por arco con alambre tubular (FCAW), se ha incrementado de manera notable su presencia en la soldadura de aceros estructurales. Los principales beneficios con la aplicación de FCAW son: La mayor productividad relacionada con la utilización de rangos de corriente elevados en relación con el alambre sólido (mayor a 300A) permitiendo gran deposición horaria y aumento de la velocidad de soldadura, los beneficios metalúrgicos que pueden aportar el flux o relleno del alambre, la presencia de escoria que le brinda soporte, forma y cualidades de terminación al cordón de soldadura. La gran mayoría de los alambres tubulares han sido desarrollados para usar con gas CO implicando una reducción de costos respecto de mezcla de gases, lográndose al mismo tiempo una mejor penetración. Los modernos alambres tubulares tienen contenidos muy bajos de hidrógeno y permiten obtener excelentes propiedades mecánicas. Desde el punto de vista del operador el alambre tubular desarrolla una menor radiación respecto del alambre macizo y una emisión de humos muy controlada. En particular para la soldadura de filete la ventaja de utilizar alambre tubular respecto del macizo puede verificarse en la obtención de una mejor fusión de la raíz del filete con alambre tubular a igualdad de parámetros de soldadura, esto implica garantizar uno de los elementos críticos para un filete de calidad asegurando la garganta efectiva del mismo. Por su parte la soldadura de filete en aceros estructurales comunes con un alambre tubular, por ejemplo utilizando un alambre rutílico del tipo AWS E71T-1, posibilita el trabajo en toda posición con una excelente calidad de terminación superficial que permite fácilmente aplicar pinturas o recubrimientos respecto de un alambre macizo.

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Calidad de la soldadura por filete La soldadura de filete puede presentar discontinuidades consideradas como defectos, dependiendo del criterio de aceptación o rechazo que se aplique, similares a las de las  juntas a tope tales como: Fisuras, falta de penetración, socavaduras, porosidad, escorias atrapadas, entre otros, pero a su vez presentan imperfecciones o discontinuidades particularmente asociadas con la forma del filete y su preparación, típicas a este tipo de unión soldada estructural. Un aspecto fundamental que determina la calidad estructural y la aptitud para el servicio del filete es garantizar la completa fusión de la raíz del filete y la completa fusión de los lados del mismo entre los elementos estructurales de material base que forman las uniones en T. Normalmente esta calidad es comprobada en procesos de calificación, por ejemplo aplicando el Código AWS D1.1, a través de cortes transversales de probetas realizadas para tal fin, figura 24, donde es posible efectuar cortes transversales en los cuales se practican macrografías para observar el perfil requerido de filete. (Figura 24)

Figura 24.- Probeta de junta a filete para su calificación.

Dentro de los problemas de forma que pueden aparecer en la soldadura de filete podemos describir a continuación alguna de los más importantes.

Exceso de convexidad Corresponde a la presencia de un exceso de material muchas veces denominado refuerzo, debido al hecho de considerar erróneamente que el mismo contribuye a la resistencia de la unión soldada. La causa del exceso de convexidad está asociada a problemas de técnica de soldadura y a la deposición de grandes volúmenes de metal de aporte con un bajo calor aportado o comúnmente denominado “aporte frío”.  El código AWS D1.1 establece límites de aceptación relacionados con la convexidad. La forma de evitar esta imperfección es trabajar sobre la técnica del soldador por medio de un entrenamiento adecuado y asegurando que los parámetros especificados en el procedimiento de soldadura se cumplan. En este caso tenemos una garganta más grande de la requerida por diseño que representa un costo adicional de material y pérdida de productividad, a lo que se debe agregar mayor volumen de soldadura con el consecuente mayor aporte térmico que aumentará el riesgo a distorsión y tensiones residuales. Las causas de este desvío están vinculadas con alta corriente de soldadura, baja velocidad de soldadura y un control erróneo de supervisión en el sentido de considerar más seguro un filete de mayor tamaño al necesario. 84

Filete de menor tamaño Es el caso de soldaduras de filete con un tamaño de garganta menor al especificado por diseño. La causa de este problema está vinculada a una alta velocidad de soldadura y baja corriente de soldadura. Por lo tanto la corrección de ambos parámetros permite evitar esta imperfección Tanto el exceso como el menor tamaño de filete son completamente evitados con la automatización o mecanización de la soldadura estructural. Filete asimétrico  Aquel que presenta catetos desiguales, la causa es un incorrecto posicionamiento o un movimiento de la pileta líquida que provoca que la misma se recueste sobre uno de los lados de la junta. En algunos casos cierta asimetría puede ser tolerada. Pobre preparación La imperfección más común es una excesiva distancia o apertura entre las caras de los materiales a filete a unir ( h). La tolerancia aceptada en el código AWS D1.1, permite una apertura de raíz para filetes hasta 5 mm para espesores de material hasta 75 mm. No obstante si la apertura es mayor a 2 mm, el cateto del filete será incrementado en la medida de dicha apertura salvo que se demuestre que la garganta efectiva obtenida verifique la condición estructural. (Figura 25)

Figura 25.- Apertura entre las caras de los materiales a filete.

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2.12.- Preparación de juntas para soldadura por arco eléctrico Las recomendaciones básicas para la preparación de juntas a ser utilizadas en los procesos de soldadura manual al arco con electrodos revestidos ( SMAW), soldadura semiautomática con protección gaseosa MIG-MAC  o (GMAW y FCAW) y soldadura automática por arco sumergido ( SAW). El objetivo de la preparación de la junta es asegurar el grado de penetración y la facilidad de ejecución de la soldadura, necesarios para la obtención de una unión de calidad. Los principales factores que influyen sobre la elección del tipo de preparación son: a.c.e.g.i.-

Tipo y espesor del material. Grado de penetración requerida. Consumo de metal de aporte. Facilidades de acceso. Tipo de junta.

b.d.f.h.-

Proceso de soldadura. Economía en la preparación. Posición de soldadura. Control de la deformación.

Es esencial para el proyectista o el especialista en soldadura especificar claramente el tipo de preparación que desea, en función de las propiedades que quiere obtener de la junta. Las especificaciones deben ser suficientemente claras y practicables de manera que el encargado de la fabricación en taller u obra pueda ejecutarlas sin mayores inconvenientes.

2.12.1.- Formas geométricas de las juntas Soldadura de filete: Es un tipo de junta de aplicación muy frecuente en estructuras metálicas soldadas. Se utiliza como unión de esquina en conexiones tipo T, L, K e  Y así como en uniones solapadas o superpuestas.

Soldadura a tope: El metal de soldadura se encuentra fundamentalmente entre los planos de las superficies de las partes a ser unidas, Los t érminos a “tope” y “filete” no deben ser confundidos con las descripciones de las formas de las juntas o tipos de juntas. Las uniones o juntas soldadas a tope pueden ser diseñadas como juntas de penetración completa o de penetración parcial. En particular para uniones tipo T o esquina podrán llevar refuerzo de filete, tanto para fines estructurales como para contorneado de terminación en estructuras sometidas a cargas cíclicas (fatiga) o para evitar concentración de tensiones. (Figura 26).

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2.12.2.- Preparación y Variables Geométricas Penetración Cuando se prepara una junta para soldadura a tope, es generalmente necesario cortar o maquinar los bordes de las partes a ser unidas a una forma particular. Para explicar porqué esto es necesario, consideramos un cordón de soldadura depositado sobre una chapa usando un electrodo para soldadura SMAW. (Figura 27). La profundidad de penetración (p) está limitada para todos los electrodos. De esta manera si no se realiza preparación de una junta para soldadura a tope, la unión resultante tendría penetración incompleta y por consiguiente la resistencia en el espesor de la chapa ( t) está limitada a una penetración parcial. No obstante en muchos casos el diseño especifica la utilización de juntas de penetración parcial, las cuales podrán tener, o no, preparación. La forma más simple de preparar una junta de penetración completa es dejando una separación (R) o apertura de raíz entre las chapas o elementos estructurales, Pero si la separación (R) es muy grande el metal de soldadura fundido caerá. En consecuencia el espesor (t) de la chapa para el cual puede soldarse, con una separación (R), también está limitado. En orden de poder aumentar la separación (R) para soldar chapas de mayor espesor se puede utilizar un respaldo y soldando de un solo lado. Existe sin embargo la posibilidad de falta de fusión en los bordes laterales debido a un inadecuado acceso del electrodo.

Para poder asegurar una buena fusión en los bordes y penetración completa es fundamental preparar la junta con un biselado, (Figura 28), con el fin de obtener un cómodo acceso del electrodo. La dimensión del ángulo depende del diámetro del electrodo, el largo del arco y la posición de soldadura, pero debe ser tan pequeño como sea posible para obtener la menor cantidad de metal depositado, no sólo por problemas de economía, sino también para minimizar la deformación, la distorsión y las tensiones residuales. 87

2.12.3.- Flujo de Calor La soldadura por fusión requiere la aplicación de un aporte térmico o calor aportado, H, suministrado en este caso por el arco eléctrico. La velocidad de aporte de calor de la junta depende de la intensidad de corriente de soldadura, de la tensión del arco eléctrico y de la velocidad de avance. Se necesita aumentar la intensidad para electrodos de mayor diámetro, y como hemos señalado anteriormente el diámetro y el largo del arco (tensión) influencian la preparación de la junta requerida. Sin embargo, el calor es también disipado de la junta a una velocidad que depende del espesor y la conductividad térmica del material ejerciendo también influencia sobre la preparación de la junta. Así, podemos decir que cuando mayor es el espesor de material base a ser unidas, mayor será la velocidad de disipación de calor a través del mismo y por lo tanto mayor deberá ser la velocidad de aporte calórico requerida para efectuar la soldadura. El efecto de la preparación de los bordes de la junta es, en cierto modo, también el de modificar estas condiciones. La preparación en  Y simple, por ejemplo, reduce localmente el espesor del material base y disminuye la cantidad de calor que se disipa a través del material base. Si se aumenta la dimensión del ángulo (aumento del bisel) y la preparación se realiza de tal manera de dejar en la raíz de la j unta un “ángulo vivo”  existe el riesgo a una pobre disipación y como resultado de esto el arco atraviese completamente la raíz de la junta en lugar de realizar una soldadura (perforado). Esta es la razón por la cuál se establece un pequeño talón o cara en la raíz (f) cuando se utiliza una preparación de este tipo, (Figura 29). Otro problema relativo al balance de calor ocurre, en una junta a tope T, donde la capacidad de disipar calor es inicialmente mucho mayor en uno de los lados de la junta que en el otro. Esto puede producir o una fusión completa, con perforación, en la parte preparada, o una falta de fusión del lado no preparado de la junta. El remedio consiste en orientar el arco principalmente sobre la parte de la junta que tiene la mayor disipación de calor.

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2.12.4.- Deformación La deformación es el resultado de las contracciones y dilataciones producidas por los ciclos de calentamiento y enfriamiento que son propios del proceso de soldadura. Durante el enfriamiento desde la temperatura de fusión el metal depositado se contrae y en fusión del acomodamiento de su contracción producirá un movimiento relativo de las partes a ser unidas. Si por ejemplo, hay una variación en el ancho del metal de soldadura en la dirección del espesor de dos chapas soldadas, como es el caso de una junta preparada en V habrá mayor contracción de un lado que del otro, lo que dará como resultado la rotación de una parte en relación con la otra. Esto conformará la deformación angular, Figura 30.

 A medida que el espesor de las chapas aumenta, crece la diferencia de contracción de un lado respecto al otro, por lo que la deformación total también aumenta. Esto puede controlarse usando una preparación de ambos lados de la junta, y soldando alternativamente de uno y otro lado de tal manera de balancear el aporte de calor, reduciendo la deformación. Este procedimiento involucra dar vuelta la pieza muchas veces con el fin de soldar siempre en posición bajo mano, pero reduce el costo así como la cantidad de metal depositado. Considerando el caso de una preparación en simple  Y, que al duplicar el espesor de la chapa la cantidad de metal de soldadura aumenta aproximadamente cuatro veces. Por comparación, duplicando el espesor de la chapa, y usando una preparación en doble V, solamente se aumentará el metal de soldadura en dos veces. Donde solo sea posible acceder a la junta por un lado, puede reducirse la cantidad de metal de soldadura y la deformación cambiando la forma de preparación de una simple V a una U. De esta manera se obtiene un ancho más uniforme a la sección de soldadura, pero obviamente es necesario balancear la economía en material de aporte y corrección de la deformación con el mayor costo de preparación por maquinado de la junta en U. Para chapas de gran espesor, con acceso por ambos lados de la junta, se consigue una economía en el material de aporte, efectuando una preparación en doble U en lugar de doble V. La deformación puede también reducirse sujetando las partes a ser unidas, antes de soldar. De esta manera se limita al efecto de contracción del metal de soldadura, que debe acomodarse por deformación plástica. (Figura 31). Dependiendo del grado de restricción de la junta, pueden aparecer fisuras en el metal de soldadura como en la zona afectada por el calor (ZAC) del metal base. Una forma de fisura por restricción que puede ocurrir particularmente en chapas de espesor grueso soldadas en juntas a tope en T y en  juntas de esquina, es la conocida como desgarro laminar o ( lamellar tearing ), (Figura 32).

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