Post on 27-Oct-2014
DEFECTOS EN SOLDADURA
Discontinuidades y defectos en soldadura.
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Discontinuidad es una interrupción de la estructura tipica de
una soldadura, como la falta de homogeneidad en las
características mecánicas, metalúrgicas y/o físicas del material
o de la unión soldada (historia previa del material).
Defecto es una discontinuidad o discontinuidades que por
su naturaleza o efecto acumulado, no logran los criterios de
aceptación minimos pedidos por la norma o especificacion.
Falla es cuando la pieza se fractura es la separación del sólido
bajo tensión en dos o mas partes.
Ductil (fcc)
Fragil (transgranular; hcp, bcc a bajas Tº)
Discontinuidad Defecto Falla
Víctor Osorio L.
DEFECTOSDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Indicación:
evidencia de una discontinuidad resultante que se relaciona con
alguna propiedad del material mediante la aplicación de un END.
Interpretación de la indicación
consiste en hallar la correlación entre la indicación observada
con la naturaleza, morfología, situación, orientación, posición y
tamaño de la discontinuidad (heterogeneidad).
Evaluación de Indicaciones:
consiste en hallar la correlación entre la discontinuidad
detectada con con su efecto posterior en las propiedades
requeridas de la unión, luego de que la indicación ha sido
interpretada. De la evaluación surgirá sí la indicación es
irrelevante es un defecto. Con esta evaluación se decide, si la
union soldada debe ser rechazada, reparada o aceptada para
su uso.
DEFECTOS
• Métodos no destructivos de Ensayo:
• RT - Radiografía (Radiographic testing)
• UT - Ultrasonido (Ultrasonic testing)
• MT - Partículas magnéticas (Magnetic testing)
• PT - Líquidos penetrantes (Penetrant liquids testing)
• VT - Evaluación visual (Visual testing)
• LT - Ensayo de estanqueidad (Leak testing)
• ET - Corrientes parásitas (Eddy’s current testing)
• AE - Emisión acústica (Acustic emission)
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Indicaciones alargadas (linear indications) son
aquellas indicaciones cuya longitud L es mayor a 3
veces su ancho A: (L > 3A).
• Indicaciones redondeadas (rounded indications)
Son aquellas indicaciones cuya longitud L es
menor o igual a 3 veces su ancho A: ( L 3A ).
• Indicaciones alineadas (radiografía) Tres o más
indicaciones alineadas aproximadamente paralelas
al eje de la soldadura, suficientemente cerca entre
ellas como para ser considerada discontinuidad
única e intermitente.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
NORMAS
• Norma: calidad mínima requerida para un
producto o servicio.
• La razón para aplicar normas y códigos esasegurar que una unión soldada tendrá undesempeño adecuado para la función que fuediseñada, con condiciones de seguridad, yconsistencia.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• Son compendios de exigencias originadas en experiencias catastróficas.
• Reúnen el conocimiento los intereses y las necesidades, buscando el bien común de la sociedad.
• Deben aplicarse con consistencia y tomando una sola a la ves, pudiendo complementarlas con exigencias adicionales.
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Las normas en las construcciones soldadas se utilizan porque:
• AWS – American Welding Society
• ASME – American Society of Mechanical
Engineers
• ASME B31, “Code for Pressure Piping”
• ANSI/AWS D1.1 “Structural Welding Code-
Steel”
• BPVC – “The ASME Boiler and Pressure
Vessel CodeASNT – American Society of
Nondestructive Testing
• API – American Petroleum Institute
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Algunas normas hutilizadas en las construcciones soldadas:
• ANSI – “American National StandardsInstitute
• ASTM – Inicialmente era conocida como“American Society for Testing and Materials
• EN – Normas Europeas (EuropeanNormalisation)
• BSA (normas BS) – British StandardAssociation
• DIN – Instituto Alemán de Normalización(Deutsches Institute fuer Normung)
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• AFNOR (normas NF) – Asociación Francesade Normalización (Association Francaise deNormalisation)
• JSA (normas JIS) – Japanese StandardsAssociation
• UNIT – Instituto Uruguayo de NormasTécnicas
• ISO – International Organization forStandardization
• INN Instituto Nacional de NormalizaciónChile
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Uso de normas relacionadas con soldadura:
Cuatro tipos de normas pueden ser utilizadas en la fabricación,montaje, y reparación de uniones soldadas:
• 1.Normas para el diseño, construcción y reparación del equipo(recipiente, tanque, cañería, intercambiador, caldera, horno,reactor, etc).
• 2.Normas para especificación y calificación de procedimientosde soldadura.
• 3.Normas para calificación de soldadores.
• 4.Normas de control de calidad mediante ensayos nodestructivos y sus criterios de aceptación
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• Las normas nacionales o internacionales pueden ser complementadas con los requisitos propios de cada empresa.
• Las normas están en continua revisión, y sufren modificaciones (en muchos casos en forma anual) motivadas por:
a) errores en la misma, o
b) demasiadas exigencias, o
c) no incluyen nuevos desarrollos tecnológicos.
DEBE UTILIZARSE LA ÚLTIMA
EDICIÓN DE LAS NORMAS.
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Normalización de los ENDs (Ensayos NoDestructivos):
• Todas las normas mencionadas, cuandotratan de las discontinuidades que sonaceptadas o rechazadas, hacen referencia aENDs. Por ejemplo cuando se manejan lasnormas de diseño ASME, todas ellas hacenreferencia a la Sección V del BPVC de ASME.Esta Sección indica en qué condiciones debenser realizados los ensayos no destructivosutilizados en la evaluación de lasdiscontinuidades de las soldaduras.
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• Cada norma utilizada, tanto en el diseño,construcción, calificación de losprocedimientos y calificación de los soldadores,señalan los límites para la aceptación o rechazode las discontinuidades detectadas con losENDs.
• Normalmente no coinciden estos límites para eldiseño / construcción, la calificación deprocedimientos, y de soldadores, pues porsentido común hay que exigir más cuando secalifican a los soldadores que cuando luego seevalúan las discontinuidades en el trabajo.
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Veamos qué especifican las normas en cuanto alos ENDs:
• AWS D1.1: Los END se hacen utilizando loslineamientos de la ANSI/AWS B1.0 “Guide forNondestructive Inspection of Welds”, y lametodología debe conformar a diversas normasASTM. El personal que hace los ENDs debe estarcalificado de acuerdo con la ASNT RP SNT-TC-1A.
• API 1104: La radiografía se hace con losprocedimientos de la misma norma, los ICI surgen deASTM E 142 ó E 747; los procedimientos de las otrastécnicas de ENDs deben cumplir con otras normasASTM. Los que interpretan las placas deben serNiveles II ó III exclusivamente (no dice de qué norma,pero se supone que es ASNT).
NORMAS DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• ASME (BPVC y B31): Los ENDs se realizan
con procedimientos dados por la Sección V del
BPVC. El personal que hace los ENDs debe
estar certificado de acuerdo con ASNT.
• API 620/650: Ídem al ASME.
NORMAS DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Mínimas condiciones para realizar un adecuadocontrol de obra según normas:
Para hacer un correcto seguimiento de la obra lo básicoque se debe saber, además de las normas aplicables,es lo siguiente:
• 1) Deben estar indicados en planos constructivoslos tipos de soldadura, con la simbologíacorrespondiente: soldaduras a tope (en cañerías yrecipientes serán de penetración total), dimensionesde los catetos en las soldaduras filete (continuas ointermitentes, y en este último caso el largo yseparación de los cordones).
• 2) Debe solicitarse o reunirse la siguientedocumentación: procedimientos de soldadurascalificados a utilizar, soldadores calificados, tipos decontroles (inspección visual y demás ENDs).
NORMAS DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
• Debe exigirse a la empresa ejecutora del trabajo que se haga responsable de la calidad del mismo, mediante el cumplimiento de lo indicado por la(s) norma(s) exigida(s). Absolutamente todas la normas establecen que el fabricante es el responsable del fiel cumplimiento de las especificaciones, y debe contar con personal competente y maquinaria apta para tal fin.
• Pero es fundamental que al fabricante se le indique claramente y sin ambigüedades qué normas deben aplicarse, pues buena parte del éxito de una obra radicará en las adecuadas especificaciones técnicas.
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• UNIÓN SOLDADA
• ZAC: Zona Afectada por el Calor
• MB: Metal Base
• MF: Metal Fundido
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
MB1 MB2
MFZAC1 ZAC2
SOLDADURAS A TOPE
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
SOLDADURAS DE FILETE
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DIMENSIONES DE LAS
SOLDADURAS DE
FILETE
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Separación de raiz de la
soldadura a tope y de filete.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Clasificación de los defectos de soldadura de
acuerdo a su ubicación:
A. Discontinuidades e
imperfecciones
superficiales
B. Discontinuidades e impurezas internas
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
A. Discontinuidades e imperfecciones superficiales:
a.1. Excesos de penetración
a.1.1 uniforme
a.1.2 descolgadura
a.2. Falta de penetración (soldadura en V o en U)
a.2.1 parcial
a.2.2 total
a.2.3 raíz cóncava
a.2.4 raíz con rechupe
a.3. Falta de relleno
a.4. Mordedura
a.5. Salpicadura
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
a.6. Picadura
a.7. Falta de continuidad
a.8. Erosiones y huellas
a.9.1 exceso de rebajado
a.9.2-3huellas de mecanizado, amolado
a.9.4 martillazos
a.9. Chispazos
a.10. Restos de electrodos
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
B. Discontinuidades e impurezas internas
b.1. Grieta b.1.1 longitudinales
b.1.2 transversales
b.1.3 de borde
b.1.4 de cráter o estrella
b.2. Falta de penetración (soldadura en K en X o doble U)
b.2.1 en la abertura de la raíz
b.2.2 entre pasadas
b.3. Falta de fusión
b.3.1 en la abertura de la raíz
b.3.2 lateral
b.3.3 entre capas del cordón
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
b.4. Inclusiones b.4.1 escoria
b.4.2 óxidos
b.4.3 otros metales
b.5. Cavidades y poros
b.5.1 poros de morfología esferoidal
b.5.2 poros de morfología alargados ó
vermiculare
b.5.3 poros capilares
b.5.4porosidad uniforme
localizada
lineal
b.5.5 rechupes
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Clasificación de los defectos de soldadura de
acuerdo a su origen:
I. Defectos relacionados con los procedimientos y los
procesos
a. geométricos
b. otros
II. Defectos metalúrgicos
III. Defectos de diseño
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos
a. Geométricos Desalineamiento
mordeduras
concavidad o convexidad
excesivo o deficiente refuerzo
ángulo de refuerzo deficiente
overlap
descolgadura (exceso de penetración)
penetración incompleta
falta de fusión
contracciones
irregularidades superficiales
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
I. Defectos relacionados con los procedimientos y los procesos
b. Geométricas golpes de arco (arc strike)
inclusiones de escoria
inclusión de tungsteno
óxidos
weld dressing
chisporroteo (spatter) (salpicadura a5)
crater
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
II. Defectos metalúrgicos
Grietas o fisuras
grietas en caliente
grietas en frío
grietas de recalentamiento (reheat)
grietas por alivio de tensiones
strain-age
DEFECTOS EN SOLDADURA
III. Defectos de diseño
cambios en sección
concentrador de tensiones
diseño de la unión
a) Porosidad
uniformemente
dispersa
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: puntos redondeados de
densidad mas oscura, tamaño diversos y
distribución irregular
b) Porosidad agrupada
(Cluster porosity)
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: puntos redondeados
o ligeramente alargados de una densidad
mas oscura, agrupados pero
irregularmente espaciados.
c) Porosidad alineada
(Linear porosity)
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: puntos redondeados y
alargados de una densidad mas oscura, que
pueden estar conectados y que forman una
línea recta en el centro del ancho de la
imagen.
d) Porosidad vermicular o tipo gusanos (Piping
porosity)
• Es un poro de gas alargado.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
2) Inclusiones (Inclusions)
a) Inclusiones de escoria (Slag
inclusions)
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: un punto de forma
irregular y de una densidad mas oscura,
generalmente alargado ligeramente y
aleatoriamente espaciado
• Inclusiones de escoria
tipo carrileras:
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: lineas alargadas paralelas
o sencillas de una densidad mas oscura, de
ancho irregular y con curvas en dirección
longitudinal.
b) Inclusiones
de Tungsteno
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: puntos de forma
irregular y de una densidad mas baja,
distribuidas aleatoriamente en la imagen de
la soldadura.
• 3) Fusión incompleta (Incomplete fusion) o
falta de fusión.
• Discontinuidad bidimensional causada por la
falta de unión entre los cordones de soldadura
y el metal base, o entre los cordones de la
soldadura.
• Es el resultado de técnica de soldadura,
preparación del metal base, o diseño de la junta
inapropiados.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Soldaduras con fusión
completa
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Soldadura con fusión
incompleta
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
4) Penetración incompleta o falta de penetración(Incomplete joint penetration)
• Se produce cuando el metal fundido no logra formar coalescenciaen todo el espesor de la junta.
• Esta puede resultar de un insuficiente aporte de energía calórica,diseño de la junta inapropiado (por ejemplo demasiado espesorpara ser penetrado por el arco, o visel insuficiente), o controllateral del arco inapropiado.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Penetración completa
e incompleta
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Penetración
incompleta
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Penetración incompleta
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: una banda de densidad
mas oscura, con bordes paralelos muy rectos en
el centro, del ancho de la imagen.
5) Fisuras (Cracks)
Ocurren en el metal base y en el metal de aporte,
cuando las tensiones localizadas exceden la resistencia
última del material. La mayor parte de las normas
utilizadas consideran que las fisuras son,
independientemente de su longitud, defectos y por lo
tanto una vez detectadas deben eliminarse.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Las grietas pueden clasificarse
en:
• a) Grietas en caliente: se
desarrollan durante la
solidificación y su
propagación es
intergranular.
• b) Grietas en frío: se
desarrollan luego de la
solidificación, son asociadas
comúnmente con
fragilización por hidrógeno.
Son intergranular y
transgranular.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Grieta longitudinal en la raíz
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: líneas retorcidas y
onduladas de una densidad mas oscura en
cualquier lugar a través del largo de la
imagen.
• Grietas transversales
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: linea retorcida y
ondulada de una densidad mas oscura a
través de todo el ancho de la imagen.
6) Socavadura / mordedura (“Undercut”)
La socavadura es una muesca o canaleta o hendidura
ubicada en los bordes de la soldadura; es un
concentrador de tensiones y además disminuye el
espesor de las planchas o caños, todo lo cual es
perjudicial. Pueden darse en la raíz o en la cara de la
soldadura. Asociadas generalmente con técnicas
inapropiadas y/o corrientes excesivas de soldadura
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
– Socavaduras de cara y de raíz.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Socavadura de cara
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: una densidad irregular
más oscura a lo largo del borde de la imagen.
Dicha densidad siempre será más oscura que
la de la pieza a ser soldada.
• Socavadura de raíz.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: una densidad irregular
mas oscura cerca del centro en el ancho de la
imagen de la soldadura y a lo largo del
borde de la imagen del cordón de raíz.
7) Concavidad
(Underfill)
• Se produce cuando
el metal de
soldadura en la
superficie de la cara
externa, o en la
superficie de la raíz
interna, posee un
nivel que está por
debajo de la
superficie adyacente
del metal base.
8) Garganta insuficiente (Insuficient throat)
• Puede ser debido a una depresiónen la cara de la soldadura defilete, disminuyendo la garganta,cuya dimensión debe cumplir laespecificación dada por elproyectista para el tamaño delfilete.
9) Catetos demasiado cortos(Insuficient legs)
• Es un tamaño menor que eladecuado para su uso, en loscatetos de la soldadura de filete.Es de índole similar a ladiscontinuidad anterior.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
10) Solape (Overlap) (Metal desoldadura apoyado sobre elmetal base sin fundirlo)
• Es la porción que sobresale delmetal de soldadura más alládel límite de la soldadura o desu raíz. Se produce un falsoborde de la soldadura, estandoel metal de soldadura apoyadosobre el metal base sin haberlofundido (como que se derramóel metal fundido sobre el metalbase). Puede resultar por undeficiente control del procesode soldadura, errónea selecciónde los materiales, opreparación del metal baseinapropiados.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
11) Sobremonta excesiva (Weld reinforcement)
• La sobremonta es un concentrador de tensiones y,
además, un exceso de ésta aumenta las tensiones
residuales, presentes en cualquier soldadura,
debido al aporte sobrante. Por estos motivos las
normas limitan el valor de R, que en general no
debe exceder de 1/8” (3mm).
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
12) “Laminaciones” (Laminations)
• Son discontinuidadesplanas y alargadas en elmetal base,encontrándosenormalmente en laparte media del espesorde los materialesforjados (como lo sonlas planchas de aceroutilizadas paraconstrucción derecipientes o tanques,que se producen porlaminado (rolado), elcual es un proceso deforja).
13) Fisuras laminares
(Lamellar tears)
• Son fracturas en forma
de terraza en el metal
base, con orientación
básicamente paralela a
la superficie forjada.
Son causadas por altos
esfuerzos en la
dirección del espesor
que resultan del proceso
de soldadura.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
14) Golpes de arco / apertura de
arco / arranque de arco /
chisporroteo (en el material
base fuera de la soldadura)
(Arc strike)
• Imperfección localizada en la
superficie del metal base,
caracterizada por una ligera
adición o falta de metal,
resultante de la apertura
accidental del arco eléctrico.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
15) Desalineación (High – Low)
• Esta discontinuidad se da cuandoen las uniones soldadas a tope lassuperficies que deberían serparalelas se presentandesalineadas; también puededarse cuando se sueldan doscaños que se han presentadoexcéntricamente, o poseenovalizaciones. Las normas limitanesta desalineación, normalmenteen función del espesor de laspartes a soldar.
• Es frecuente que en la raíz de lasoldadura esta desalineaciónorigine un borde sin fundir.
16) Salpicaduras (Spatter)
• Son los glóbulos de metal de aportetransferidos durante la soldadura yadheridos a la superficie del metalbase, o a la zona fundida yasolidificada. Es inevitable producircierto grado de salpicaduras, perodeben limitarse eliminándose, aunquemás no sea por estética, de lasuperficie soldada. Las salpicaduraspueden ser origen de microfisuras(como los arranques de arco sobre elmetal base), y simultáneamente son unpunto de inicio de la oxidación ensuperficies pintadas ya que tarde otemprano estos glóbulos podrándesprenderse del metal base, llevandoconsigo la pintura superficial allílocalizada.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
17) Penetración excesiva (Excesive penetration)
• En una soldadurasimple desde un sololado (típicamentesoldaduras de cañerías),esta discontinuidadrepresenta un exceso demetal aportado en laraíz de la soldadura queda lugar adescolgaduras de metalfundido.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Placa radiográfica con excesiva penetración.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: una densidad mas
clara en el centro del ancho de la imagen ya
sea extendida a lo largo dela soldadura o en
gotas circulares aisladas.
18) Rechupes (de cráter)
• Es la falta de metal de soldadura resultante de la contracción de la
zona fundida, localizada en la cara de la soldadura.
19) Porosidad alargada en la raíz (Hollow - bead porosity (HB))
• Es definida como una porosidad alargada alineada a lo largo de lalínea central de la soldadura que ocurre a lo largo del cordón deraíz de la soldadura.
20) Quemado a traves (Burn - Through (BT))
• Es definida como una porción del cordón de raíz donde una excesiva penetración ha causado que el metal de soldadura sea soplado hacia el interior, o puede que se descuelgue un excesivo metal fundido. Suele presentarse como una depresión no
alargada, en forma de cráter, en la raíz.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
• Quemada a traves:
(burn through)
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
Imagen radiográfica: una densidad
localizada mas oscura con bordes borrosos
en el centro del ancho de la imagen. Puede
ser mas ancha que la imagen de la raíz.
• Definición: discontinuidad en la soldadura en que
la fusión no ocurre entre el material de soldadura y
el metal base
• Causa: Por un inadecuado ensamble del metal
base, diseño de las juntas, o una insuficiente
intensidad de corriente y voltaje en la soldadura
• Para evitar la incompleta fusión, se deben
especificar correctamente el procedimiento y
parámetros de soldadura
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURADEFECTOS
Falta de fusión
Falta de fusión
• La mala manipulación de la soldadura al arco es
probablemente la causa más común de la falta de fusión. La
habilidad del soldador para manipular el arco es considerado
el primer propósito en su calificación
• Manipulación del arco
– Velocidad de avance
– Término de cada cordón
– Tiempos de detención
– Ángulo de ataque
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
• Existen 3 tipos de falta
de fusión
– Falta de fusión en
lado del cordón
– Falta de fusión en el
centro de la
soldadura
– Falta de fusión en la
raíz de la soldadura
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de penetración
• Definición: Falta de fusión
en la raíz de la soldadura
• Causa: falta de energía
calórica en la zona de fusión,
no completando la sección
transversal
• El refuerzo es una solución,
pero no basta ya que siempre
es crucial una buena
manipulación del arco Refuerzo
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Defecto
Falta de penetración• Esta discontinuidad resulta de una insuficiencia
corriente, una excesiva velocidad de avance, un
inadecuado ángulo de bisel, insuficiencia
abertura del talón.
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Inclusiones de escoria
• Se dividen en 2 tipos:
– La escoria es un producto
no metálico que resulta de
la disolución del fundente y
las impurezas no metálicas
en algún proceso de
soldadura
– Inclusiones que quedan
atrapadas de un material
sólido ajeno a la soldadura,
como puede ser escoria,
fundente, tungsteno, u
óxido
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
• Acero estructural
ASTM A36
• Soldadura E7018
Lincoln Electric
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Preparación de las Placas (cupones)
• Placa según la norma “Structural Welding Code”
AWS:
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Ensayo doblado
• Se realizó 2 tipos de
doblado, de cara y raíz
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Ensayo de doblado
• Este ensayo se realizó en la
máquina universal de
ensayos, matriz
• Se le aplicó carga
mediante un punzón que
es empujada por la
máquina universal
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de dobladoPorosidad
FDF
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Ensayo tracción
• Se determinó el área representativa
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
• Este ensayo se hizo, al igual
que el ensayo de doblado, en
la máquina universal de
ensayos
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Ensayo tracción
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Ensayo de tracción
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Test impacto
• La tenacidad es la capacidad
della union soldada de
absorver energia, que la hace
difícil de romper al impacto
o choque
• El entalle se fabricó al
costado de la soldadura y en
la mitad
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de impacto
DEFECTOS EN SOLDADURA
FIN
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Propiedades mecánicas
• Acero A36
• E7018
23%Alargamiento
50 mm
25.4 Kg/mm2250 MPaLímite de
fluencia
40,8-
56,1Kg/m
m2
400-500
MPa
Límite de
ruptura
30%Alargamiento
50 mm
44,5 Kg/mm2437 MPaLímite de
fluencia
51,5 Kg/mm2505 MPaResistencia a la
tracción
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
• Las discontinuidades que
se lograron introducir
intencionalmente
– Porosidad
– Falta de Fusión
– Falta de penetración
– Inclusiones de escoria
• Los ensayos que se
realizaron
– Ultrasonidos
– Tracción
– Doblado
– Impacto
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
• Características generales del procedimiento
DirectaPolaridad:
ContinuaTipo
corriente:
5/35 pulgadas ( 4
mm.)
electrodo:
E-7018Tipo
electrodo:
Acero A36Metal base:
En V < 45ºTipo de
bisel:
SiRespaldo:
ManualTipo:
SMAWProceso:
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Preparación de las Placas
• Porosidad: Se humedeció el electrodo E-7018 y
luego se procedió a soldar la placa con
oscilaciones y pausas, con un amperaje de 140
Amperes.
• Falta de fusión: Se realizó con 130 amperes, para
lograr que no se funda todo el material de aporte,
quedando espacios sin fundir en el medio y al lado
de la soldadura.
• Falta de penetración: Se hizo con 130 Amperes,
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Preparación de las Placas
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Ensayo no destructivo• Se aplicó Ultrasonido, para verificar las
discontinuidades de cada placa
• El equipo que se utilizó es un USN 50 marca
Krautkrämer
• El palpador angular de 60º.
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
• Cantidad de probetas a realizar (AWS)
34--225 y más
34--210<T<25
2-2223<T≤10
Ensayo
de
impacto
Doblado
de lado
Doblad
o de
cara
Doblad
o de
raíz
Ensayo
tracció
n
Espesor
de la
placa a
ensayar
mm
Total = 60 probetas
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Ensayo doblado
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Desarrollo experimental
Test impacto
Péndulo de Impacto
PSW 30/15
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
• Ultrasonido: Se verificó las discontinuidades
realizadas a las placas
• Doblado: Las cargas máximas de cada
discontinuidad se compararon con la de la
soldadura bien realizada
• Tracción: Los esfuerzos se compararon con la
encontrada en literatura y con la soldadura bien
realizada
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ultrasonidos
• Se encontraron
discontinuidades al
interior de las
soldaduras, luego se
marcó las zonas donde
están estas
discontinuidades Porosidad
Falta de fusión
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
UltrasonidosFalta de
penetración
Inclusiones de
escoria
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
• Este ensayo se realizó
en la máquina
universal de ensayos,
consiste en poner la
probeta de doblado en
la matriz
• Se le aplicó carga
mediante un punzón
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
50002350200036002500FRaíz
53002500165034502250ERaíz
56502300250037501650DRaíz
57504150275032003300CCara
54504050310034502200BCara
50004000300035002100 KgACara
54321
BuenaEscoriaFDPFDFPorosidad
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
32125Inclusiones55217FDP2597FDF59233Porosidad
% de
discontinuida
des
Área con
discontinuidades
mm2
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de dobladoPorosidad
FDF
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
FDP
Inclusiones de
escoria
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de doblado
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
• Este ensayo se hizo, al
igual que el ensayo de
doblado, en la
máquina universal de
ensayos
• Se puso la probeta en
las mordazas
• Se aplicó carga,
anotando la máxima
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
103507300605096007450C
102507900705094506150B
105506100655096507850 [Kg]A
54321
BuenaEscoriaFDPFDFPorosidad
51.7536.530.254837.25C51.2539.535.2547.2530.75B52.7530.532.7548.2539.25
[Kg/mm2]
A54321
BuenaEscoriaFDPFDFPorosidad
22002010 mmmmmmA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
101513270.335.5Inclusion
es
71353792.732.75FDP
89458108.347.83FDF
107543167.24 35.75 Porosida
d
Área con
discontinuida
des
mm2
Defecto
en
área
%
reducción a
la
resistenci
a
%
F/Areal
Kg/mm2
F/A200
mm2
Kg/mm2
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de tracción
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de impacto
• Se realizó en el péndulo de ensayo de
impacto
• Se obtuvo los valores directamente del
ensayo
17.212.67.86.84.6C
19.610.210.07.03.8B
20.211.29.210.05.2 [Kg·m]A
Bueno (5)Escoria
(4)
FDP (3)FDF (2)Porosidad
(1)
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de impacto
• El péndulo de ensayo tiene pérdida debido
al roce interno
• 0.4 [Kg·m]
16.812.27.46.44.2C
19.29.89.66.63.4B
19.810.88.89.64.8 [Kg·m]A
Bueno (5)Escoria
(4)
FDP (3)FDF (2)Porosidad
(1)
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de impacto
área
gvalorTenacidad
16480801196820725940627840412020C
1883520961380941760647460333540B
19423801059480863280941760470880[J/m2
]
A
Bueno (5)Escoria (4)FDP (3)FDF (2)Porosidad
(1)
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
Ensayo de impacto
Porosidad FDF
FDP Inclusiones
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Resultados
1693860
J/m2
1072560
J/m2
843660
J/m2
739020
J/m2
405480
J/m2
Charpy
10383 Kg7100 Kg6550 Kg9567 Kg7150 KgTracción
5317 Kg2383 Kg2050 Kg3600 Kg2133 KgDoblado
raíz
5400 Kg4067 Kg2950 Kg3383 Kg2533 KgDoblado
cara
BuenaEscoriaFDPFDFPorosidad
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Consideraciones
• En todo proyecto que contenga elementos
soldados es imprescindible contar con las
especificaciones de soldadura que contengan las
exigencias para realizar estos trabajos. En forma
especial se debe tener en cuenta las calificaciones
de los soldadores y los procedimientos de
soldadura.
• De la experiencia se concluye que siempre es
posible que se generen discontinuidades en los
trabajos de soldadura. Estas discontinuidades
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Consideraciones
• Los ensayos no destructivos constituyen una
buena herramienta en el control de calidad de la
soldadura, y nos permiten encontrar
discontinuidades o anomalías. Estos ensayos, sus
técnicas de aplicación, y las normas que regulan
la aceptación o rechazo de una soldadura son
temas de fundamental importancia y que a mi
juicio los supervisores de soldadura deben
capacitarse en estos temas.
• Una buena soldadura realizada con soldador y
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Consideraciones
• No se logró analizar los efectos en las
propiedades mecánicas en soldadura con grietas o
fisuras, sin embargo, según la literatura, estas
discontinuidades es una de las más graves que
puede estar en una soldadura y siempre debe ser
eliminada, sobre todo en piezas soldadas
sometidas a fatiga.
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Consideraciones
• En los ensayos destructivos de doblado, tracción e
impacto; se concluyó que el grado de resistencia de
acuerdo a cada ensayo es el siguientes: en doblado
de cara la menos resistente a la flexión fue la
soldadura con porosidad, en el ensayo de doblado de
raíz la menos resistente a la flexión fue la soldadura
con falta de penetración, para esta conclusión no se
consideró los porcentajes de discontinuidades ya que
su cálculo es muy complicado; en el ensayo de
tracción, de acuerdo con los resultados y con la
cantidad de discontinuidades en las probetas la
menos resistente a la tracción fue la soldadura con
porosidad; y la tenacidad en el ensayo de impacto, de
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Consideraciones
• Finalmente después hacer esta investigación y
experiencia, se puede decir que las soldaduras
con anomalías o discontinuidades no tienen un
funcionamiento óptimo o requerido, sin embargo
bajo umbrales de cantidades de discontinuidades
permitidos según normas (AWS), éstas no tienen
ningún efecto significativo sobre las
especificaciones de funcionamiento óptimo de
una pieza
• Las experiencias hechas en esta investigación
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
Apariencia de la fractura adyacente a la escoria en una probeta
de impacto E7018. SEM 400X
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
2.6 Socavamiento
Se emplea este termino para describir:
a.- la eliminación por fusión de la pared de una ranura de
soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de
una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe
unirse por fusión la siguiente capa o cordón.
b.- la reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se
unió por fusión el último cordón de la superficie.
El socavamiento en ambos casos se debe a la técnica empleada por
el operador. Ciertos electrodos, una corriente demasiado alta, o un
arco demasiado largo, pueden aumentar la tendencia al
socavamiento.
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTO:
DEFINICIÓN
CAUSAS
Soluciones
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Falta de continuidad
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Falta de penetración
1 en la raíz
2 entre pasadas
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de fusión
1 en la raíz
2 lateral
3entre pasadas
DEFECTOS EN SOLDADURA
Quemado a través
DEFECTOS EN SOLDADURA
Deformación o Distorción
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de penetración
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de fusión y penetración parcial
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de rrelleno
DEFECTOS EN SOLDADURA
Raíz rechupada
DEFECTOS EN SOLDADURA
Raíz cóncava
DEFECTOS EN SOLDADURA
Salpicadura
DEFECTOS EN SOLDADURA
Picado
DEFECTOS EN SOLDADURA
Socavaciones / mordeduras
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de penetración
1 en la raíz
2 entre pasadas
DEFECTOS EN SOLDADURA
Escoria
1 en cadena
2 alargadas
3 redondeadas
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de fusión
1 en la raíz
2 lateral
3 entre pasadas
DEFECTOS EN SOLDADURA
Porosidad redondeada uniforme
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de penetración f
Poros p
Escoria e
DEFECTOS EN SOLDADURA
Falta de penetración
DEFECTOS EN SOLDADURA
1 sopladura esferoidal formando colonia
2 rechupe cerrado
DEFECTOS EN SOLDADURA
Porosidad vermicular
DEFECTOS EN SOLDADURA
Grietas
1 longitudinal
2 transversal
3 cráter o estrella
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
NORMASDEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS EN SOLDADURA
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Falta de penetración
DEFECTOS
Es una unión en cuyo caso la penetración
es menor que la especificada.
La causa probables son:
velocidad de soldadura muy rápida
excesivo diámetro del electrodo.
Diseño inapropiado de la unión como excesiva
superficie de raíz o pequeña avertura de raíz.
SMAW velocidad de soldadura irregular
largo de arco irregular
GMAW fusión incompleta
SAW fusión incompleta de la raíz.
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L.
a.10 Chispazos, golpes de arco (arc strike)
DEFECTOS
Esta discontinuidad consiste en un cambio en la superficie,
producto del arco generado en la zona fundida, zona afectada
térmicamente o metal base.
La causa es una falsa maniobra del soldador que
permite que salte un arco a un punto del cordón
ya terminado o su vecindad, esto genera una hulla
característica en la superficie
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURAVíctor Osorio L. DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
1) Porosidad (“Porosity”):
Es un tipo de discontinuidad en forma de cavidad
formada por gas atrapado durante la solidificación del
metal de soldadura.
La causa es la evaporación de elementos
contaminantes como: la humedad, grasa, pintura,
etc, que forman gases en la zona de fusión y si la
solidificación es rápida estos quedán atrapados.
DEFECTOS
DEFECTOS EN SOLDADURA
Víctor Osorio L.
Porosidad (“Porosity”):
a) Porosidad uniformemente dispersa
b) Porosidad agrupada (Cluster porosity)
c) Porosidad alineada (Linear porosity)
d) Porosidad alargada del tipo vermicular o tipo gusanos
(Piping porosity)
DEFECTOS