ensayo

UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD RRAAFFAAEELL UURRDDAANNEETTAA

VVIICCEERRRREECCTTOORRAADDOO AACCAADDMMIICCOO

DDEECCAANNAATTOO DDEE PPOOSSTTGGRRAADDOO EE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIOONN

MMAANNUUAALL DDEE EENNSSAAYYOOSS NNOO DDEESSTTRRUUCCTTIIVVOOSS PPAARRAA EELL CCOONNTTRROOLL DDEE CCAALLIIDDAADD DDEE SSOOLLDDAADDUURRAASS

TTrraabbaajjoo EEssppeecciiaall ddee ggrraaddoo pprreesseennttaaddoo ppoorr::

IInngg.. EEllssii SSnncchheezz,, CCII.. 1199..445599..449922

EEssppeecciiaalliizzaacciinn eenn CCoonnssttrruucccciinn ddee OObbrraass CCiivviilleess

MMaarraaccaaiibboo,, jjuulliioo ddeell 22001111..

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II

MANUAL DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE SOLDADURAS

Trabajo Especial de Grado para optar al ttulo de Especialista en Construccin de Obras Civiles, Mencin Edificaciones.

Elsi Chiquinquir, Snchez Fuenmayor CI. 19459492

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III

DEDICATORIA

A Dios primeramente por estar siempre a mi lado, por guiarme por el

camino correcto y por haberme permitido lograr lo que me he propuesto en la vida

y por estar siempre a mi lado.

A mis padres por brindarme su amor incondicional, apoyo y colaboracin.

Por haberme ayudado a realizar todas y cada una de mis metas y hacer de mi

sueo una realidad.

A mis hermanos por el apoyo brindado y por estar siempre cuando los

necesite.

A mis profesores de tesis de tesis que con su conocimiento, vocacin y

profesionalismo ayudaron en la culminacin de este proyecto.

A mis amigos y compaeros de clases por compartir cada momento de

estudio.

GRACIAS!

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IV

AGRADECIMIENTOS

Agradezco ante todo a Dios y a mis padres por darme la vida, brindarme la

salud y la inteligencia para llevar a cabo este proyecto y con ello culminar con

xito esta especializacin.

Tambin quiero agradecer a todas aquellas personas y empresas que

realizaron aportes importantes en esta investigacin:

A la universidad Rafael Urdaneta por ser mi de casa de estudio y centro de

formacin profesional, por contar con profesores de alta calidad y capacidad para

transmitir sus conocimiento durante la carrera.

A mi tutor Ernesto Velsquez, quien sirvi de gua y respondi todas mis

dudas con informacin valiosa y muy oportuna. Dios

A mi tutora Rosa Zamora, que estuvo en todo el trayecto de esta

investigacin sin importar la hora, el tiempo, su disponibilidad y ayuda estuvieron

siempre. Dios la bendiga!

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V

INDICE GENERAL

Pg.

TTULO .................................................................................................. II

DEDICATORIA ................................................................................................. III

AGRADECIMIENTOS ........................................................................................... IV

INDICE GENERAL ................................................................................................. V

C A P T U L O I 1

Planteamiento y Formulacin del Problema ............................................................ 1

Formulacin del problema ....................................................................................... 6

Objetivos de la investigacin ................................................................................... 6

Objetivo general.............................................................................................. 6

Objetivos especficos ...................................................................................... 7

Justificacin de la investigacin .............................................................................. 7

Delimitacin de la investigacin .............................................................................. 9

C A P T U L O I I ................................................................................................ 11

Antecedentes de la investigacin .......................................................................... 11

Bases Tericas de la Investigacin ....................................................................... 18

C A P T U L O I I I ............................................................................................ 110

Tipo y Nivel de investigacin ............................................................................... 110

Diseo de la Investigacin .................................................................................. 112

Sujetos de la Investigacin ................................................................................. 115

Poblacin .............................................................................................. 115

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VI

Tcnicas de Recoleccin de Datos ..................................................................... 116

Procedimientos de la Investigacin ..................................................................... 117

C A P T U L O I V ............................................................................................. 119

C A P T U L O V .............................................................................................. 129

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VII

INDICE DE TABLAS

Pg.

Tabla N1. Tipo de revestimientos de electrodos ...................................... 27

Tabla N2. Tipo de revestimientos de electrodos ...................................... 93

Tabla N3. Cuadro de Variables .............................................................. 109

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VIII

INDICE DE FIGURAS

Pg.

Figura N1. Componentes de Soldadura con electrodos revestido ............ 26

Figura N2. Smbolos de soldadura ............................................................ 28

Figura N3. Elementos de un smbolo de soldeo ........................................ 30

Figura N4. Smbolos suplementarios ........................................................ 31

Figura N5. Tipos de uniones bsicas (1) ................................................... 32

Figura N6. Tipos de uniones bsicas (2) ................................................... 33

Figura N7. Smbolos sin significado del lado ............................................. 34

Figura N8. Smbolos en relacin con la unin ........................................... 35

Figura N9. Smbolos del otro lado de la unin .......................................... 35

Figura N10. Smbolos de soldadura en ambos lados .................................. 36

Figura N11. Orientacin de los smbolos de soldadura ............................... 37

Figura N12. Flecha con quiebre .................................................................. 38

Figura N13. Smbolos de soldaduras combinadas ...................................... 39

Figura N14. Smbolos de soldaduras de flecha mltiple ............................. 39

Figura N15. Smbolos de soldaduras de secuencia de operaciones ........... 40

Figura N16. Smbolos de soldaduras de datos suplementarios .................. 41

Figura N17. Smbolos de soldaduras en campo en todo alrededor ............ 42

Figura N18. Smbolos de soldaduras en partes ocultas .............................. 43

Figura N19. Smbolos de cola de soldeo ..................................................... 45

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IX

Figura N20. Referencia en la cola del smbolo de soldeo ........................... 45

Figura N21. Smbolos de soldeo designados tpicos................................... 46

Figura N22. Designacin de tipos especiales de soldadura ........................ 47

Figura N23. Omisin de la cola ................................................................... 47

Figura N24. Acabado de soldadura ............................................................. 49

Figura N25. Mtodo de acabado no especificado ....................................... 50

Figura N26. Tolerancia de la dimensin de la soldadura ............................ 52

Figura N27. Smbolos suplementarios ........................................................ 94

Figura N28. Elementos de una soldadura ................................................... 94

Figura N29. Smbolo de soldadura en el lado de la flecha .......................... 95

Figura N30. Smbolo de soldadura en el otro lado de la flecha ................... 96

Figura N31. Smbolo de soldadura en ambos lado de la pieza ................... 96

Figura N32. Situacin centrada en la lnea de referencia ............................ 97

Figura N33. Combinacin de exmenes en soldaduras .............................. 97

Figura N34. Smbolos de END y soldeo ...................................................... 98

Figura N35. Smbolos de soldadura suplementaria .................................... 99

Figura N36. Smbolos de examen en campo .............................................. 99

Figura N37. Smbolos de direccin de radiacin ....................................... 100

Figura N38. Especificaciones, cdigos y referencias ................................ 101

Figura N39. Longitud indicada .................................................................. 101

Figura N40. Situacin indicada ................................................................. 102

Figura N41. Examen parcial ...................................................................... 103

Figura N42. Numero de exmenes ........................................................... 103

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X

Figura N43. Superficies planas ................................................................. 104

Figura N44. Examen radiogrfico .............................................................. 105

Figura N45. Examen externo por corrientes inducidas .............................. 106

Figura N46. Examen de emisin acstica ................................................. 106

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OS

XI

INDICE DEL MANUAL

Pg.

Que es Soldadura ? .......................................................................................... 133

Los electrodos .............................................................................................. 133

Clases de electrodos ........................................................................................... 134

Seleccin del electrodo adecuado ...................................................................... 135

Problemas y defectos comunes en las soldaduras de arco ............................... 136

Identificacin de los electrodos ........................................................................... 136

Simbologa de la soldadura ................................................................................. 140

Smbolos bsicos de soldadura .......................................................................... 141

Smbolos suplementarios .................................................................................... 142

Significado de algunas notaciones ...................................................................... 142

Posicin de la soldadura ..................................................................................... 146

Esquemas bsicos de la soldadura ..................................................................... 147

Procedimientos de soldadura .............................................................................. 148

Procesos de soldadura ....................................................................................... 153

Soldaduras heterogneas ................................................................................... 153

Soldaduras homogneas .................................................................................... 154

Tipos de soldaduras ............................................................................................ 161

Simbolizacin segn la ANSI/AWS ..................................................................... 166

Pruebas no destructivas ...................................................................................... 167

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XII

Mtodos de ensayos no destructivos ms comunes ........................................... 170

Partculas magnticas (Tcnica de inspeccin superficial) ................................. 170

Tintes Penetrantes (Tcnica de inspeccin superficial) ...................................... 178

Radiografa industrial (Tcnica de inspeccin volumtrica) ................................ 185

Ultrasonido industrial (Tcnica de inspeccin volumtrica) ................................. 196

Otros mtodos de inspeccin de soldadura no destructivos ............................... 208

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XIII

INDICE DE FIGURAS DEL MANUAL

Figura N1. Electrodos revestidos ............................................................ 133

Figura N2. Interpretacin tipo de electrodo 1 .......................................... 139

Figura N3. Interpretacin tipo de electrodo 2 .......................................... 139

Figura N4. Especificaciones AWS ........................................................... 140

Figura N5. Smbolos bsicos de soldadura ............................................. 141

Figura N6. Smbolos suplementarios de soldadura ................................. 142

Figura N7. Elementos de un smbolo de soldadura................................. 142

Figura N8. Ubicacin de la Flecha .......................................................... 143

Figura N9. Tipos de soldadura para filetes .............................................. 144

Figura N10. Quiebre en la Flecha ............................................................. 145

Figura N11. Uniones de filete .................................................................... 146

Figura N12. Uniones biseladas ................................................................. 146

Figura N13. Uniones de tuberas .............................................................. 147

Figura N14. Tipos de Unin ...................................................................... 147

Figura N15. Tipos de soldadura ................................................................ 148

Figura N16. Variaciones de bisel .............................................................. 148

Figura N17. Procedimiento de soldadura .................................................. 149

Figura N18. Procedimiento de soldadura .................................................. 150

Figura N19. Tipo de soldadura segn el procedimiento empleado ........... 155

Figura N20. Procedimiento antiguo de soldadura ..................................... 155

Figura N21. Soldadura por resistencia ...................................................... 156

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XIV

Figura N22. Soldadura por puntos ............................................................ 157

Figura N23. Soldadura por resaltes........................................................... 158

Figura N24. Soldadura por costura ........................................................... 158

Figura N25. Soldadura a tope ................................................................... 159

Figura N26. Soldadura con llama .............................................................. 160

Figura N27. Soldadura elctrica por arco estriba ...................................... 161

Figura N28. Soldadura a tope ................................................................... 161

Figura N29. Soldadura en ngulo ............................................................. 162

Figura N30. Soldadura en ngulo ............................................................. 163

Figura N31. Soldadura de tapn ............................................................... 163

Figura N32. Soldadura de recargue .......................................................... 164

Figura N33. Soldadura por punto .............................................................. 165

Figura N34. Soldadura de costuras ........................................................... 166

Figura N35. Simbologa de soldadura ....................................................... 167

Figura N36. Prueba destructivas ............................................................... 169

Figura N37. Mtodo de las partculas magnticas .................................... 171

Figura N38. Inspeccin mediante partculas magnticas .......................... 173

Figura N39. Partculas magnticas en cuerpo de tubera ......................... 174

Figura N40. Tinte penetrante .................................................................... 179

Figura N41. Limpieza mediante aplicacin de lquido removedor ............. 181

Figura N42. Limpieza de lquido penetrante en la zona a inspeccionar .... 181

Figura N43. Aplicacin del revelador ......................................................... 182

Figura N44. Interpretacin ......................................................................... 182

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XV

Figura N45. Exposicin radiogrfica.......................................................... 186

Figura N46. Radiografa industrial mvil ................................................... 187

Figura N47. Inspeccin radiogrfica .......................................................... 189

Figura N48. Discontinuidad en la soldadura 1 ........................................... 194



Figura N51. Inspeccin por ultrasonido ..................................................... 197

Figura N52. Equipo de inspeccin de soldadura ....................................... 199

Figura N53. Inspeccin con ultrasonido 1 ................................................. 201

Figura N54. Inspeccin con ultrasonido 2 ................................................. 202

Figura N55. Inspeccin de soldaduras ...................................................... 203

Figura N56. Medicin de espesores .......................................................... 204

Figura N57. Barrido con ultrasonido .......................................................... 204

Figura N58. Imagen obtenida con el equipo de arreglo de fases .............. 205

Figura N59. Maletn de inspeccin de soldaduras .................................... 209

Figura N60. Galga automtica .................................................................. 209

Figura N61. Inspeccionar refuerzo ............................................................ 210

Figura N62. Inspeccionar altura ................................................................ 210

Figura N63. Inspeccionar garganta ........................................................... 210

Figura N64. Juego de piezas para medir soldaduras tipo filete ................. 211

Figura N65. Inspeccionar la altura o pie de la soldadura .......................... 211

Figura N66. Inspeccionar el tamao de la garganta .................................. 212

Figura N67. Galga de brigde Cam ............................................................ 212

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XVI

Figura N68. Sobremonta excesiva o tamao del cordn ........................... 212

Figura N69. Tamao de la garganta en soldadura tipo filete ..................... 213

Figura N70. Angulo de preparacin........................................................... 213

Figura N71. Medidor de socavacin .......................................................... 213

Figura N72. La socavacin en la soldadura .............................................. 214

Figura N73. Galga ajustable para soldadura tipo filete.............................. 214

Figura N74. Garganta de la soldadura ...................................................... 215

Figura N75. Medir soldaduras tipo filete .................................................... 215

Figura N76. Galga Skew- T para soldaduras tipo filete ............................ 216

Figura N77. Medir el Angulo del miembro vertical ..................................... 216

Figura N78. Medir el tamao del lado agudo de la soldadura ................... 216

Figura N79. Medir el Angulo del tamao del lado obtuso de la soldadura 217

Figura N80. Dimensin de la raz .............................................................. 217

Figura N81. Alineacin interna .................................................................. 218

Figura N82. Galga de soldadura HI-LI ....................................................... 218

Figura N83. Linealidad de los metales bases 1 ......................................... 219

Figura N84. Linealidad de los metales bases 2 ......................................... 219

Figura N85. La galga ................................................................................. 221

Figura N86. Tamao de la socavacin 1 ................................................... 221

Figura N87. Tamao de la socavacin 2 ................................................... 221

Figura N88. Porosidad lineal ..................................................................... 222

Figura N89. Comparacin de porosidad .................................................... 222

Figura N90. Micrmetro ............................................................................. 223

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XVII

Figura N91. Herramientas de medicin ..................................................... 224

Figura N92. Regla metlica ....................................................................... 224

Figura N93. Espejo de inspeccin con imn ............................................. 225

Figura N94. Lupa ...................................................................................... 225

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XVIII

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

VICERRECTORADO ACADEMICO DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACION

ESPECIALIDAD EN CONSTRUCCION DE OBRAS CIVILES

RESUMEN

MANUAL DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARA EL CONTROL DE

CALIDAD DE SOLDADURAS

Autor: Ing. Elsi Snchez Tutor: Ing. Ernesto Velazquez

Fecha: Agosto 2011

La investigacin, tuvo la finalidad de proponer un Manual de los ensayos no destructivos para el control de calidad en las soldaduras. El desarrollo del manual estuvo sustentado en los siguientes: Rodrguez C. (2006), Muoz E. (2006), lamo A. (2008), Das J. (2006), ASME (American Society of mechanical engineers), ASTM (American Society for Testing and Materials) y AWS (American Welding society). La metodologa empleada segn el propsito es descriptiva y se encuentra enmarcado dentro de la modalidad de un proyecto factible. En cuanto al diseo, se considera no experimental-transversal descriptivo. Por su parte, la poblacin estuvo compuesta por las diferentes normas antes mencionadas y para la recoleccin y anlisis de datos, se us la observacin documental. De esta forma se presenta el manual, de modo de cubrir las necesidades en cuanto al desconocimiento de las normas, criterios de diseo, construccin y verificacin de soldaduras mediante la aplicacin de los ensayos no destructivos, siendo los ms rpidos en cuando a la obtencin de los resultados y al mismo tiempo confiables y seguros.

Descriptores: Manual, Ensayos no destructivos, soldadura, calidad. [email protected]

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1

C A P T U L O I

F U N D A M E N T A C I N

Planteamiento y Formulacin del Problema

La historia de la unin de metales se remonta a varios milenios, con los

primeros ejemplos de soldadura desde la edad de bronce a la edad de hierro en

Europa y el Oriente Medio. La soldadura fue usada en la construccin del Pilar de

hierro de Delhi, en la India, erigido cerca del ao 310 y pesando 5.4 toneladas

mtricas. Segn el manual de soldadura: Principios, tcnicas y equipos, Gil (2005,

p.26), define la soldadura como un proceso de fabricacin en donde se realiza la

unin de dos materiales, generalmente metales o termoplsticos, usualmente

logrado a travs de la coalescencia, en la cual las piezas son soldadas fundiendo

ambas y agregando un material de relleno fundido (metal o plstico), el cual tiene

un punto de fusin menor al de la pieza a soldar, para conseguir un bao de

material fundido que, al enfriarse, se convierte en una unin fija.

En ese mismo sentido, Gil (2005, p. 45), menciona que existe una gran

diversidad de procedimientos y tipos de soldaduras los cuales dependen del

material a soldar, entre los tipos se pueden distinguir la soldadura heterognea,

siendo esta unin entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de

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2

aportacin o entre materiales iguales, pero con distinto metal de aportacin. Y

tambin se tiene, la soldadura homognea siendo aquellas donde los materiales

soldados y el metal de aportacin, si lo hay, son de la misma naturaleza.

Es por ello, que algunos procedimientos han sido desarrollados para

aplicaciones muy especficas, mientras otros permanecen flexibles y cubren una

amplia gama de actividades de soldadura. Aunque la soldadura se utiliza

bsicamente para unir metales similares e incluso disimilares, es cada vez ms

utilizado para reparar y reconstruir componentes desgastados deteriorados.

Por otra parte, los ensayos no destructivos se han practicado por muchas

dcadas. Se tiene registro desde 1868 cuando se comenz a trabajar con campos

magnticos. Segn lo sealado por Gil (2005, p.50), uno de los mtodos ms

utilizados fue la deteccin de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril,

estos consistan en sumergir la pieza en aceite, y despus se limpiaban y se

esparcan con un polvo; cuando una grieta estaba presente, el aceite filtrado en la

discontinuidad, mojaba el polvo el cual se haba esparcido, indicando que el

componente estaba daado. Esto condujo a formular nuevos aceites los cuales

seran utilizados especficamente para realizar stas y otras inspecciones, y esta

tcnica de inspeccin ahora se llama prueba por lquidos penetrantes (PT).

Sin embargo, con el desarrollo de los procesos de produccin, la deteccin

de discontinuidades ya no era suficiente, era necesario tambin contar con

informacin cuantitativa sobre el tamao de la discontinuidad, para utilizarla como

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3

fuente de informacin, con el fin de realizar clculos matemticos y poder predecir

as la vida mecnica de un componente. Estas necesidades, condujeron a la

aparicin de la Evaluacin No Destructiva (NDE) como nueva disciplina. A raz de

esta revolucin tecnolgica se suscitaran en el campo de las PND una serie de

acontecimientos que estableceran su condicin actual.

Siguiendo en este orden de ideas, en el ao de 1941 se funda la Sociedad

Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en ingls), la cual

es la sociedad tcnica ms grande en el mundo de pruebas no destructivas. En

sntesis, esta sociedad es la promotora del intercambio de informacin tcnica

sobre las PND, as como de materiales educativos y programas. Es tambin

creadora de estndares y servicios para la Calificacin y certificacin del personal

que realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.

Tal y como se ha visto, los ensayos no destructivos (tambin llamados

END, o en ingls NDT de no destructive testing), segn Gil (2005, p. 89), son

cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma

permanente sus propiedades fsicas, qumicas, mecnicas o dimensionales.

Significa entonces, que los ensayos no destructivos implican un dao

imperceptible o nulo. As tambin, Gil (2005, p. 104), menciona los diferentes

mtodos para los ensayos no destructivos, los cuales se basan en la aplicacin

de fenmenos fsicos tales como ondas electromagnticas, lquidos penetrantes,

acsticas, elsticas, emisin de partculas subatmicas, capilaridad, absorcin y

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4

cualquier tipo de prueba, el cual no implique un dao considerable a la muestra

examinada. Se identifican comnmente con las siglas: PND; y se consideran

sinnimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y

exmenes no destructivos.

Hecha las consideraciones anteriores, se concluye que los ensayos no

destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a

medir en comparacin con los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser ms

econmicos para el propietario de la pieza a examinar, debido a que no implican la

destruccin de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan

nicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, los

cuales se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos.

En referencia a los ensayos no destructivos, es importante destacar su

clasificacin, debido a que se basan en la posicin en donde se localizan las

discontinuidades, entre ellas se destacan las pruebas no destructivas

superficiales, pruebas no destructivas volumtricas y pruebas no destructivas de

hermeticidad. De acuerdo con lo expuesto, las pruebas no destructivas

superficiales proporcionan informacin acerca de la sanidad superficial de los

materiales inspeccionados, entre los mtodos utilizados para los PND superficiales

se tiene la inspeccin visual (VT), lquidos penetrantes (PT), partculas magnticas

(MT) y electromagnetismo (ET). En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante

para detectar nicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie);

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5

y con MT y ET se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades

superficiales como sub-superficiales (se encuentran debajo de la superficie pero

muy cercanas a ella).

Dentro de este contexto, se tienen las pruebas no destructivas volumtricas,

las cuales proporcionan informacin acerca de la sanidad interna de los materiales

inspeccionados, entre los mtodos de PND volumtricos se destacan: la

radiografa industrial (RT), ultrasonido industrial (UT) y la emisin acstica (AE).

Ahora bien, este tipo de ensayos permite la deteccin de discontinuidades internas

y sub-superficiales y bajo ciertas condiciones, la deteccin de discontinuidades

superficiales.

En este mismo orden de ideas, se tienen las pruebas no destructivas de

hermeticidad, las cuales proporcionan informacin del grado en que pueden ser

contenidos los fluidos en recipientes, sin escaparse a la atmsfera o queden fuera

de control. Dentro de los mtodos de PND de hermeticidad se tienen las pruebas

de fuga (LT), pruebas por cambio de presin (neumtica o hidrosttica), pruebas

de burbuja, pruebas por espectrmetro de masas, pruebas de fuga con

rastreadores de halgeno.

En consecuencia, esta investigacin proporciona los conocimientos de las

tcnicas, procedimientos, equipo y mano de obra necesaria para la obtencin de

una buena calidad en la soldadura. Al mismo tiempo, permite saber el ensayo no

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6

destructivo ms eficiente dependiendo del material, tipo de soldadura, entre otras

consideraciones.

As pues, el estado de las soldadura ser conocido, sin alterar sus

propiedades; resultando un buen control de calidad rpido y econmico. Desde

esta perspectiva, las exigencias de la calidad en los procesos de unin por

soldadura requieren de la aplicacin de normas de gestin, pues la calidad debe

estar intrnsecamente ligada a todo el proceso de obtencin del producto. Es por

ello, se propone un manual en donde el usuario cuente con la informacin bsica

y tcnica de soldaduras, sin tener que recurrir a bibliografas, informacin

altamente especializada, costosa y de difcil adquisicin.

Formulacin del problema

Por consiguiente de lo anteriormente expuesto, surge la siguiente: Cmo

estara estructurado un manual para el control de calidad de las soldaduras,

mediante el uso de los ensayos no destructivos?

Objetivos de la investigacin

Objetivo general

Proponer un manual que contenga los ensayos no destructivos para el

control de calidad de las soldaduras, determinando sus propiedades y condiciones

sin afectar su uso.

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7

Objetivos especficos

Identificar los distintos tipos de soldaduras que pueden realizarse segn su

uso y aplicacin.

Describir las diferentes discontinuidades que se pueden presentar en las

soldaduras

Determinar los diferentes ensayos no destructivos que pueden ser

aplicados a las soldaduras

Estudiar los ensayos no destructivos ms comunes y estndares entre

ellos: partculas magnticas, lquidos penetrantes, ultrasonido y rayos X, los cuales

permiten conocer las caractersticas fsicas e internas del material, sin alterar su

condicin.

Realizar un manual de los diferentes ensayos no destructivos, cuya

herramienta pueda ser utilizada para la ejecucin y control de calidad en los

procesos de unin de materiales.

Justificacin de la investigacin

La calidad en las soldaduras es de gran importancia, puesto a que existen

muchas construcciones donde la soldadura es parte esencial y fundamental, entre

ellas se pueden mencionar: aviones, buques, trenes, plantas generadoras de

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8

energa (trmica, hidroelctrica y nuclear), complejos petroqumicos y

transformadores de energa, puentes, estructuras metlicas, conducciones y

transporte de gases y lquidos, entre otros. Cada uno de estos elementos debe

tener un buen control de calidad, debido a la gran responsabilidad del constructor

o persona encargada de la inspeccin de la obra si no se cumple con las tcnicas

y procedimientos. Es por ello, que se plante la realizacin de dicho manual donde

se destacan los diferentes ensayos no destructivos, los cuales pueden ser

aplicados para verificar la calidad en las soldaduras y permitan conocer si existen

discontinuidades y como juzgar en cuanto a la aceptacin de las mismas.

En este sentido, facilita al inspector o persona encargada de la obra, una

herramienta, puesto que proporciona el conocimiento y habilidad necesaria para

conocer de una forma efectiva y segura el estado de la soldadura, mediante el uso

de los ensayos no destructivo. De esta manera se asegura el uso adecuado de

las normas en cuanto al control de calidad de soldaduras en las obras.

As mismo, el uso de las metodologas y tcnicas especficas de recoleccin

de informacin del presente estudio, sirve de gua y orientacin a otros

investigadores que deseen realizar estudios de problemas similares y aplicaciones

posteriores, lo cual se pudiese considerar un aporte significativo en el campo de la

construccin de las soldaduras.

En este mismo sentido, la presente investigacin es de gran aporte a la

sociedad, debido a que es til para cualquier usuario y empresa, permitindole

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9

obtener los conocimientos bsicos y tcnicos de cmo obtener soldaduras de

buena calidad, y al inspeccionar reconocer si est bien construida y cules son

las correcciones necesarias en caso de tener dificultad. Adems, de ampliar los

conocimientos, contribuye a la realizacin de construcciones mucho ms

resistentes, duraderas y el uso de diseos ms conservadores esto a su vez

mejora el confort, tranquilidad y seguridad de la sociedad.

Por otro lado, en su dimensin terica, la investigacin permite profundizar

en los constructos tericos en referencia a los controles de calidad de las

soldaduras, tipos de soldaduras, procedimientos y tcnicas de construccin. As

mismo, permite conocer los ensayos no destructivos, su aplicacin, anlisis de los

resultados obtenidos y medidas necesarias dependiendo del estado en que

encuentre la muestra examinada.

Delimitacin de la investigacin

El proyecto de investigacin se enmarca en la construccin de obras civiles,

especficamente en el rea de edificaciones, dentro de las lneas de investigacin

se considera la inspeccin de obras. La propuesta de dicho manual, tiene por

objetivo conocer y analizar los ensayos no destructivos que pueden aplicarse a las

soldaduras, especficamente los ensayos de ultrasonido, tintes penetrantes,

radiografas y partculas magnticas, los cuales permite detectar discontinuidades

superficiales e internas, proporcionando una gua de orientacin para establecer

criterios de aceptacin y rechazo y a su vez se asegura la calidad en las obras,

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sustentado en el estudio de Infanzn (2002), Gil (2005) y Rosero (2010). El

siguiente proyecto se realiz en el periodo de (12) meses, comprendido desde

agosto de 2010 hasta agosto de 2011, en la ciudad de Maracaibo, estado Zulia.

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C A P T U L O I I

M A R C O T E R I C O

Antecedentes de la investigacin

En el presente capitulo se presentan los antecedentes y fundamentos

tericos relacionados con el tema de control de calidad de las soldaduras

mediante los ensayos no destructivos. A continuacin se mencionan una serie de

trabajos los cuales sirven se sustent a la presente investigacin:

Inicialmente, se consult Infanzn (2002), quien realiz una investigacin

titulada Calidad en las soldaduras la cual fue publicada en la tercera (3ra.)

jornada de divulgacin e innovacin tecnolgica por medio de la asociacin

Uruguaya de ensayos no destructivos. El objetivo principal de dicha investigacin

es dar a conocer los fundamentos bsicos sobre la funcin, procedimientos,

tcnicas, criterios de aceptacin y rechazo de soldaduras para garantizar que

cumpla con los requisitos correspondientes a los cdigos y normativas de las

estructuras soldadas y a su vez garantizar la economa y la seguridad en las

obras.

Adems esta investigacin muestra cada uno de los defectos que pueden

presentarse en las soldaduras entre ellos se tienen: sobremonta excesiva,

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salpicaduras, apertura de arco, concavidad, desalineacin, falta de fusin, falta de

penetracin, penetracin excesiva, socavaduras, fisuras, porosidad, escorias,

entre otros. Para controlar dichas discontinuidades, Infanzn estudia los ensayos

no destructivos, entre ellos el ensayo visual, radiografas, lquidos penetrantes,

ultrasonidos, corrientes inducidas y ensayo de prdidas o fugas.

Algunas de las normas y cdigos en los cuales se sustent la investigacin

fueron: American Society of mechanical engineers (ASME) y American Welding

society (AWS). Como resultado, se puede inferir que para obtener soldaduras de

buena calidad se debe realizar un buen proyecto, usar el procedimiento de

soldadura adecuado, mano de obra, materiales y equipos especializados; control

contino durante la obra y realizar los controles respectivos y adecuados. Este

trabajo es de gran importancia para la investigacin, sirviendo de fuente en lo

referente a los conocimientos bsicos sobre soldaduras, los controles de calidad,

lo procedimientos de soldadura, as como tambin, reconocer los distintos tipos de

fallas o discontinuidades los cuales pueden presentarse en una soldadura.

Por otro lado, Innovacin y Tecnologa (AIME), (2005), realiz una

investigacin titulada Control de calidad de puntos de soldaduras mediante la

inspeccin por ultrasonidos. El objetivo principal de esta investigacin, fue

implantar un sistema de gestin de calidad de las soldaduras mediante la

utilizacin de ultrasonido y de esta forma garantizar el bajo costo en tiempo y

materiales.

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Vale la pena mencionar, que el ensayo de ultrasonido ha ganado un

espacio importante entre las tcnicas utilizadas para analizar una pieza o material,

sin modificar las condiciones de uso o aptitud de servicio de las mismas. As pues,

el mtodo consiste en generar y emitir ondas muy bien definidas, para luego

captarlas apoyndose en las leyes de reflexin al encontrar en su trayectoria un

cambio en las propiedades fsicas del medio en el cual se propagan. Al ser

captadas, son analizadas segn el objetivo del equipamiento y con la

determinacin del tiempo transcurrido desde su emisin hasta su recepcin, puede

conocerse la distancia recorrida, al ser la velocidad previamente establecida.

Entre las conclusiones ms resaltantes se destaca, que el ultrasonido a

travs de un haz snico de alta frecuencia en el material a analizar, permite

detectar discontinuidades internas y superficiales. Es decir, el sonido recorre el

material es reflejado por las interfaces y es detectado y analizado para determinar

la presencia y localizacin de discontinuidades. As pues, la inspeccin por

ultrasonido se considera un procedimiento de inspeccin no destructivo de tipo

mecnico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acstica, lo cual lo hace

rpido y eficiente.

Este trabajo representa un gran aporte a la investigacin debido a que

permite conocer las ventajas y desventajas de dicho ensayo; entre las ventajas se

tienen: ahorro en tiempo y materiales. A diferencia de los ensayos destructivos, se

logra obtener informacin interna del punto de soldadura, ahorro de los costes

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derivados de la no calidad del producto y ahorro de tiempo en la programacin de

parmetros.

Por otra parte, la empresa REVINCA, C.A (2005), realiza un manual

titulado Procedimientos de soldaduras, donde se describe de manera secuencial

las diferentes normas y recomendaciones, para la elaboracin de los

procedimientos para soldadura. En este sentido, el propsito de dicho manual fue

agrupar toda la informacin correspondiente a los procesos de soldadura en

tuberas de polietileno de alta densidad (PEAD), los cuales no tenan un

procedimiento estipulado, en referencia a las normas, cdigos o estndares. Al

contar con dicho manual las personas dentro de este campo de trabajo, cuentan

con las herramientas y conocimientos necesarios para llevar a cabo uniones

trmicas de tuberas y accesorios con resultados exitosos.

Algunos de los libros y referencias consultadas para el sustento de dicha

investigacin fueron: Borealis A/S. Soldadura de tuberas de polietileno de gran

dimetro, norma ASTM D 3261-93 Butt heat fusion polyethylene (PE) plastic

fitting, norma ASTM D 2657-90 Practice for heat-joining polyolefin pipe and

fittings y la norma ASTM f 1055-95 Electofusion.

De acuerdo a la informacin obtenida, es importante mencionar que la

empresa REVINCA, C.A utiliza los sistemas ms sencillos y ms comprobados

desde muchos aos; estos estn identificados por soldadura por Termofusin

(Tope, Encaje, Solape), Aporte de Material y Electrofusin (Encaje y Solape). Por

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lo tanto, sirven de gran aporte a esta investigacin, permitiendo conocer la tcnica

de soldadura a utilizar, los materiales y equipos; as como tambin el

procedimiento exacto para las soldaduras en tuberas.

En el mismo orden de ideas, Laga Solutions S.L. (2006), escribe un artculo

tcnico titulado Llega la era digital para los ensayos no destructivos, cuyo

objetivo principal de esta publicacin es dar a conocer las nuevas tecnologas de

equipos para el control de calidad mediante ensayos no destructivos. De este

modo, Laga Solutions, presenta dos (02) tipos de ensayos: los ensayos

destructivos como el propio nombre lo indica, se destruye la muestra utilizada, por

ejemplo, probetas obtenidas de la zona de soldadura o una pieza concreta para

comprobar el comportamiento de una soldadura; entre estos tipos de ensayos se

incluye la resistencia a la traccin, al plegado, a la flexin, a la torsin, resistencia

a diferentes temperaturas, estudios metalogrficos, entre otros.

Por otro lado, presenta los ensayos no destructivos en donde no se

deteriora la pieza o conjunto fabricado, entre estos ensayos se definen las

corrientes inducidas, inspeccin visual, medicin de espesores, partculas

magnticas, radiografa, termografa, ultrasonidos, entre otros. Por consiguiente,

esta investigacin resulta muy importante, debido a que ofrece ciertas ventajas,

entre ellas: la obtencin de informacin digital, inmediata y mvil. Adems, permite

conocer los equipos e instalaciones modernas y actualizadas; con las ventajas, en

cuanto a precisin, plazo y coste. Considerndose un nuevo enfoque para el

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control de calidad en el campo de los ensayos no destructivos, los cuales permiten

conocer los ensayos de inspeccin visual digitalizada, radiografa digital, servicios

de inspeccin digitales, ultrasonidos, entre otros.

De acuerdo a la informacin obtenida, se concluye que Laga Solutions S.L.

incorpora estas nuevas tecnologas, derivadas de la nanotecnologa, las

tecnologas de la informacin y las aplicaciones de microelectrnica. Este en

conjunto de su personal tcnico, ofrecen un nuevo servicio para optimizar sus

procesos y productos, mejorando su productividad. Entre los ensayos no

destructivos utilizados por dicha empresa se tienen las radiografas y ultrasonidos

digitales; estos disponen de un registro digital de la propia inspeccin con todas

sus ventajas; adems, en el caso de la radiografa digital, se necesita menos

tiempo de exposicin, no se requiere revelado y se consigue un gran ahorro de

tiempo. De este artculo se extraer informacin innovadora referente a los

ensayos no destructivos los cuales no ocasionan ningn dao a la muestra y

revolucionan dentro del sector de la calidad de las soldaduras.

Dentro de este marco de referencia, Rosero (2010) publica un artculo,

titulado: Ensayos no destructivos para soldaduras, el objetivo principal de esta

investigacin es dar a conocer los diferentes tipos de ensayos no destructivos

aplicados a la soldadura, sus importancia, herramientas de uso, ventajas

y desventajas; y todas las caractersticas principales para un buen control de la

calidad.

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Entre los objetivos especficos de esta investigacin se sealan: dar a

conocer el fundamento por el cual los ensayos no destructivos aportan informacin

sobre el estado de una soldadura, distinguir los distintos defectos detectables

mediante ensayos no destructivos, aprender a identificarlos en las mismas y

conocer los principios fundamentales con los que se valora la calidad de la

soldadura a partir los ensayos no destructivos.

Algunas de las referencias que fueron consultadas para el sustento de esta

investigacin fueron la Asociacin Uruguaya de ensayos no destructivos, ensayos

no destructivos LHQO, Observatorio tecnolgico de soldadura, Asociacin de

profesionales de ensayos no destructivos de la Repblica Argentina y documento

sobre ensayos no destructivos (Inspeccin de soldaduras por radiografa).

En tal sentido, este artculo resulta de gran importancia en la realizacin del

presente estudio, debido a que contempla todo lo referente a ensayos no

destructivos, tales como ondas electromagnticas, acsticas, elsticas, emisin de

partculas subatmicas, capilaridad, absorcin y cualquier tipo de prueba los

cuales no implique un dao considerable a la pieza evaluada.

Como resultado de esta investigacin, se concluye que los ensayos nos

destructivos son muy valiosos, los cuales permiten conocer con anterioridad su

condicin y propiedades antes de fallar y conocer los posibles defectos e

imperfecciones presentes. Adems, estos ensayos permiten realizar las pruebas

sin deteriorar ni maltratar la pieza y arrojando una excelente informacin de su

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estado. Es por ello, que los ensayos no destructivos son pruebas muy practicadas

dentro de las soldaduras, permitiendo evaluar de manera muy precisa los

acabados superficiales y sub-superficiales y encontrar los defectos en el

procedimiento.

De acuerdo a los trabajos previamente citados se puede concluir que

Infanzn se refiere ms a los conocimientos bsicos de soldaduras y asegura la

calidad en las soldaduras, mientras otros autores como Rosero y REVINCA

presentan un trabajo ms explcito y minucioso de los procedimientos de

soldaduras. Laga Solutions y AIMEN se concentran en las tecnologas de los

ensayos no destructivos en las soldaduras.

Atendiendo a todo esto, se concluye que cada uno de los autores tiene

relacin en cuanto al control de la calidad en las soldaduras mediante los ensayos

no destructivos y se basan en las principales normas como los son el ASME,

ASTM, API y AWS, entre otros y por consiguiente tienen estrecha semejanza con

este trabajo de investigacin y fueron utilizadas para el sustento de la misma.

Bases Tericas de la Investigacin

Soldaduras

Segn el manual de uniones por soldadura (2000, p. 29), se llama

soldadura a la unin de dos piezas metlicas de igual o parecida composicin, de

forma que la unin quede rgida y estanca. Esto se consigue bien por el efecto de

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fusin que proporciona la aportacin de calor, bien por la aportacin de otro metal

de enlace o por la combinacin de amos efectos. As tambin es definido por

Rodrguez Pedro (2001, p. 5), como la unin mecnicamente resistente de dos o

ms piezas metlicas diferente. Tambin, es definido por Hernndez Germn en

el manual para soldador (2005, p. 7), como el proceso de unin por el que se

establece la continuidad entre las partes a unir con o sin calentamiento, con o sin

aplicacin de presin y con o sin aportacin de material.

Luego de conocer las definiciones por los autores antes mencionados, se

considera la soldadura como un proceso de fabricacin en donde se realiza la

unin de dos materiales, usualmente logrado a travs de la fusin en la cual las

piezas son soldadas derritiendo ambas y agregando un material de relleno

derretido. A veces la presin es usada conjuntamente con el calor, o por s misma,

para producir la soldadura.

Tipos de Soldaduras

Segn el manual Procedimientos de las soldaduras realizado por Cristbal

de Monroy en el departamento de tecnologa, 2004, p. 11) se pueden distinguir

los siguientes tipos de soldaduras:

-Soldadura heterognea: se efecta entre materiales de distinta naturaleza,

con o sin metal de aportacin: o entre materiales iguales, pero con distinto material

de aportacin, puede ser blanda o fuerte.

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-Soldadura blanda

En referencia al manual Procedimientos de las soldaduras, 2004, p. 15,

esta soldadura se realiza a temperaturas por debajo de los 400C. El material

metlico de aportacin ms empleado es una aleacin de estao y plomo, que

funde a 230C aproximadamente.

Procedimiento

Lo primero que debe hacerse es limpiar la superficie, tanto metlica como

desde el punto de vista qumica, es decir, desengrasarlas, desoxidarlas y

posteriormente recubrirlas con una capa de material fundente que evita la

posterior oxidacin y facilite el mojado de las mismas. A continuacin se calientan

las superficies con un soldador, y cuando alcance la temperatura de fusin del

metal de aportacin, se aplica ste, el metal corre libremente, moja las superficies

y endurece cuando se enfra. El estao se une con los metales de las superficies

que se van a soldar. Comnmente se estaan, por el procedimiento ante indicado,

ambas caras de las piezas que se van a unir y posteriormente se calientan

simultneamente, quedando as unidas.

En muchas ocasiones, el material de aportacin se presenta en forma de

hilo enrollado en su carrete. En este caso, el interior del hilo es hueco y va relleno

con la resma oxidante, lo que hace innecesario recubrir la superficie. Tiene

multitud de aplicaciones, entre las que se destacan:

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- Electrnica. Para soldar componentes en placas de circuitos

impresos.

- Soldadura de plomo. Se usan en fontaneras para unir tuberas

de plomo o tapar grietas existentes entre ellas.

- Soldadura de chapas de hojalata.

Aunque la soldadura blanda es muy fcil de realizar, presenta el

inconveniente de su resistencia mecnica es menor que la de los metales

soldados; adems, da lugar a fenmenos de corrosin.

Soldadura Fuerte

Tambin se llama dura o amarilla. Es similar a la blanda, pero se alcanzan

temperaturas de hasta 800 C. Como metal de aportacin se suelen usar

aleaciones de plata y estao, o de cobre y cinc. Como material fundente para

cubrir las superficies, desoxidndolas, se emplea el brax un soplete de gas

aporta el calor necesario para la unin. La soldadura se efecta generalmente a

tope, pero tambin se suelda a tope y en ngulo. Este tipo de soldadura se lleva a

cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unin de dos piezas

metlicas, o bien se trata de obtener unin que hayan de resistir esfuerzos muy

elevados o temperaturas excesivas. Se admite que, por lo general, una soladura

fuerte es ms resistente que el mismo metal que une.

-Soldadura homognea

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De acuerdo al manual Procedimientos de las soldaduras, 2004, p. 17, este

tipo de soldadura se refiere a aquellos materiales que se sueldan y el metal de

aportacin, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilnica,

elctrica (por arco voltaico o por resistencia), entre otros. Si no hay metal de

aportacin, las soldaduras homogneas se denominan autgenas. En este

sentido, se entiende por soldadura autgena aquella que se realiza sin metal de

aportacin, de manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la

fusin de los mismo, as al enfriarse, forman un todo nico.

Soldadura por presin

La soldadura en frio es un tipo de soldadura donde la unin entre los

metales se produce sin aportacin de calor. Puede resultar muy til en

aplicaciones en las que sea fundamental no sin aportacin de calor. Puede

resultar muy til en aplicaciones en las que sea fundamental no alterar la

estructura o las propiedades de los materiales que se unen. Se puede realizar de

las siguientes maneras:

-Por presin en frio o en caliente. Consiste en limpiar concienzudamente las

superficies que hay que unir, y tras ponerlas en contacto, aplicar una presin

sobre ellas hasta que se produzca la unin.

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-Por friccin. Se hace girar el extremo de una de las piezas, despus, se

pone en contacto con la otra. El calor producido por la friccin de ambas piezas

por deformacin plstica.

En este mismo sentido, se consult el manual de uniones por soldadura

(2000, p.29), donde existen cerca de cuarenta sistemas de soldar, pero el ms

importante para estructuras metlicas es el sistema de soldadura por fusin. As

pues, en las soldaduras por fusin el calor proporcionado funde los extremos de

las piezas y al solidificar se produce la unin. Existen diferentes tipos de

soldaduras por fusin, pero los ms utilizados son dos:

- Soldaduras autgena

- Soldadura por arco elctrico, que es la que se utiliza en

estructuras metlicas.

- Soldadura autgena

En la soldadura autgena el calor lo proporciona una llama producida por la

combustin de una mezcla de acetileno y oxgeno, en la proporcin 1:1, que se

hace arder a la salida de una boquilla. La temperatura alcanzada en la llama es de

unos 1300 C. el calor producido funde los extremos a unir, con lo que se obtiene,

despus de la solidificacin, un enlace homogneo.

Aunque este tipo de soldadura todava se utiliza en los talleres mecnicos,

no es correcta su utilizacin en uniones sometidas a esfuerzo, ya que por efecto

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de la temperatura se provocan unas tensiones residuales muy elevadas, siendo

en general ms lenta y cara en comparacin a la soldadura por arco. De todas

formas, cuando el soplete oxiacetilnico se utiliza en la soldadura de piezas, se le

suele completar con un alambre de material de aportacin el cual se funde al

mismo tiempo que los bordes de las piezas, formando un conjunto de cordn de

soldadura. El tamao de la boquilla del soplete es aproximadamente igual que el

espesor de las chapas a unir.

Soldadura por arco elctrico

La soldadura por arco se basa en que si a dos conductores en contacto se

les somete a una diferencia de potencial, se establece entre ambos una corriente.

Si posteriormente se les separa, provoca una chispa, cuyo efecto es ionizar el gas

o el aire que la rodea, permitiendo as el paso de la corriente, a pesar de no estar

los conductores en contacto. Con esto se crea entre ellos un arco elctrico por

transformacin de la energa elctrica en energa luminosa y calorfica. El calor

provocado por el arco no solo es intenso, tambin est muy localizado y resulta

ideal para la operacin de soldar. Las temperaturas alcanzadas son de orden de

3500C.

As pues, en el circuito elctrico formado por los electrodos y el arco, la

intensidad de corriente depende de la tensin y de la resistencia del circuito. Si los

electrodos se acercan o se separan variara la resistencia y la intensidad y, por lo

tanto, la energa se transformara en calor, con lo que la soldadura no ser

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uniforme. Desde el punto de vista prctico quiere decir que para obtener

soldaduras uniforme es imprescindible mantener constante la separacin de los

electrodos durante el proceso de soldeo.

En este mismo orden de ideas, los procedimientos de soldadura en arco se

pueden agrupar en tres:

- Con electrodos de carbono

- Con electrodos de tungsteno en atmosfera de hidrogeno

(soldadura de hidrogeno atmico)

- Soldadura con electrodos metlico

Soldadura con electrones de carbono

Estas no se utilizan en la estructura metlica. El arco salta entre un

electrodo de carbn y la pieza a soldar. Se complementa con metal de aportacin.

Soldadura con electrodos de tungsteno

El arco salta entre dos electrodos de tungsteno en atmosfera de hidrogeno.

El calor del arco disocia las molculas de hidrogeno, que vuelven a soldarse al

contacto con las piezas a soldar, desprendiendo una gran cantidad de calor. Este

calor funde las piezas y permite que se efectu la soldadura en ausencia del

oxgeno y el nitrgeno del aire.

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Soldadura con electrodos metlico revestido

Es el procedimiento de unin normalmente utilizado en la construccin

metlica, pudiendo afirmarse sin titubeos que el gran desarrollo de la construccin

metlica actual se debe en gran parte a este sistema. La unin se consigue al

provocar un arco elctrico entre las piezas a unir y un electrodo el cual sirve de

material de aportacin. El operario establece un contacto inicial entre el electrodo

y la pieza a soldar, con lo cual se inicia un flujo de corriente. A continuacin se

retira ligeramente el electrodo y se establece un arco, se funde el electrodo y los

bordes de la pieza a unir, formndose el cordn de soldadura, en la figura n1, se

puede observar los componentes de este tipo de unin:

Figura N1. Componentes de Soldadura con electrodos revestido

Fuente: Manual del soldador (2008).

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Tipos principales de electrodos

En la tabla N 1 se puede observar el efecto protector de cada tipo de

electrodo. En ella se indica el porcentaje aproximado de nitrgeno absorbido por la

soldadura y el volumen de hidrogeno por 100 gramos de metal depositado. As

mismo puede observarse que el revestimiento bsico es el que proporciona la

mejor proteccin y por lo tanto dar soldaduras de mayor calidad en

contraposicin, el electrodo bsico es el ms difcil de fundir.

Tabla N1. Tipo de revestimientos de electrodos

Fuente: Manual del soldador (2008)

En la tabla N 1 se puede observar el efecto protector de cada tipo de

electrodo. En ella se indica el porcentaje aproximado de nitrgeno absorbido por la

soldadura y el volumen de hidrogeno por 100 gramos de metal depositado. As

mismo puede observarse que el revestimiento bsico proporciona la mejor

proteccin y por lo tanto dar soldaduras de mayor calidad en contraposicin, el

electrodo bsico es el ms difcil de fundir. Los dimetros ms normales de

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electrodos son, en milmetros 2, 2.5, 3.25, 4,5, 6.3, 8, 10 y 12. La eleccin del

dimetro del electrodo depende del espesor del cordn de soladura que requiere

depositar, siendo la intensidad de corriente necesaria funcin de este dimetro.

Smbolos Bsicos

Distincin entre smbolo de soldadura y smbolo de soldeo.

La norma AWS A2.4 hace distincin entre los smbolos de soldadura y

smbolo de soldeo. El smbolo de soldadura indica el tipo de soldadura y cuando

se utilice forma parte del smbolo de soldeo.

Smbolos de soldadura

Los smbolos de soldadura sern como los indicados en la figura que se

muestra a continuacin. Los smbolos se representaran sobre la lnea de

referencia (Indicada a trazos con fines ilustrativos).

Figura N2. Smbolos de soldadura

Fuente: Norma AWS A2 (2008)

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Continuacin Figura N2

Norma AWS A2, Pg. 2

Smbolos de soldeo

Segn la norma AWS A2.4, el smbolo de soldeo est constituido por varios

elementos. La lnea de referencia y la flecha son los nicos elementos adicionales

para facilitar informacin de soldeo especfica. Alternativamente, la informacin de

soldeo puede ser facilitada por otros medios tales como notas o detalles en

planos, especificaciones, normas, cdigos u otros planos que eliminen la

necesidad de incluir los elementos correspondientes en el smbolo de soldeo.

Cuando se utilicen, estarn en posiciones especficas del smbolo de soldeo como

se muestra en la figura a continuacin. Los requisitos obligatorios relacionados

con cada elemento en un smbolo de soldeo se refieren a la situacin del elemento

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y no deben interpretarse como la necesidad de incluir el elemento en cada smbolo

de soldeo.

Figura N3. Elementos de un smbolo de soldeo


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Smbolos suplementarios que se utilicen conjuntamente con los smbolos de

soldeo se indicaran como se muestra en la figura a continuacin:

Figura N4. Smbolos suplementarios


Situacin del smbolo de soldeo

La flecha del smbolo de soldeo sealara a una lnea del plano que indique

de forma equivoca la unin en cuestin. Se recomienda que la flecha seale a una

lnea continua (lnea del objeto, lnea visible); sin embargo, la flecha puede sealar

a una lnea discontinua (Lnea invisible o escondida).

Ilustraciones

Los ejemplos que se exponen, incluyendo dimensiones, son nicamente

ilustrativos y su intencin es demostrar la aplicacin adecuada de los principios.

No pretenden representar prcticas de diseo, o reemplazar los requisitos de los

cdigos o de las especificaciones.

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Tipos bsicos de uniones

Segn la norma AWS A2, los tipos de uniones en las soldaduras son las

siguientes:

Figura N5. Tipos de uniones bsicas (1)


Consideraciones bsicas en las soldaduras

Significado de la posicin de la fecha

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La informacin aplicable al lado de la flecha de una unin se situara por

debajo de la lnea de referencia. La informacin aplicable al otro lado de una unin

se situara por encima de la lnea de referencia.

Figura N6. Tipos de uniones bsicas (2)


Smbolos de soldadura para ngulo Chafln y Borde

Para estos smbolos, la flecha conectara la lnea de referencia del smbolo

de soldeo con un lado de la unin, considerndose este lado como el lado de la

flecha de la unin. El lado opuesto al lado de la flecha de la unin ser

considerado como el otro lado de la unin.

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Smbolos de soldadura para tapn, ojal, punto, proyeccin y costura

Para estos smbolos la flecha conectara la lnea de referencia del smbolo

de soldeo con la superficie exterior de una de las piezas de la unin en la lnea

central de una soldadura deseada. La pieza hacia la cual la flecha seale se

considerara la pieza del lado de la flecha. La otra pieza de la unin ser

considerada como la pieza del otro lado.

Smbolos sin significado del lado autgrafos

En algunos smbolos de soldadura no tiene significado el lado de la flecha ni

el otro lado, aunque smbolos suplementarios utilizados conjuntamente con ellos

puedan tener dichos significados.

Figura N7. Smbolos sin significado del lado


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Posicin de la soldadura en relacin con la unin

Lado de la flecha. Las soldaduras en el lado de la flecha de la unin se

especificaran situando el smbolo de soldadura por debajo de la lnea de

referencia.

Figura N8. Smbolos en relacin con la unin


Otro lado. La soldadura en el otro lado de la unin se especificara situando

el smbolo de soldadura por encima de la lnea de referencia.

Figura N9. Smbolos del otro lado de la unin


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Ambos lados. La soldadura por ambos lados de la unin se especificaran

situando los smbolos de soldadura tanto por debajo como por encima de la lnea

de referencia y directamente opuestos el uno al otro. Las soldaduras en ngulo

escalonado son excepciones.

Figura N10. Smbolos de soldadura en ambos lados


Orientacin de los smbolos de soldadura especficos

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Los smbolos de soldadura en ngulo, soldadura con chafln en bisel, en j y

bisel ensanchado y soldadura de borde en esquina, se dibujaran siempre con el

lado perpendicular a la izquierda.

Figura N11. Orientacin de los smbolos de soldadura


Flecha con quiebro. Cuando solo una de las piezas de la unin vaya a estar

biselada, con chafln en j o en borde, la flecha tendr un quiebro que sealara

hacia esa parte. La fecha no tiene que estar quebrada si es obvio conocer la pieza

que va estar biselada, con chafln en j o con borde. No estar quebrada i no hay

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preferencia sobre cul de las piezas vaya a estar biselada, con chafln en j o con

borde.

Figura N12. Flecha con quiebre


Smbolos de soldadura combinados

En las uniones que requiera ms de un tipo de soldadura, se utilizara un

smbolo para especificar cada soldadura.

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Figura N13. Smbolos de soldaduras combinadas


Lneas de flecha mltiples

Dos o ms flechas pueden ser utilizadas con la nica lnea de referencia

para sealar las posiciones donde se especifican soldaduras idnticas.

Figura N14. Smbolos de soldaduras de flecha mltiple


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Lneas de referencia mltiples

Secuencia de operaciones

Dos o ms lneas de referencia pueden ser utilizadas para indicar una

secuencia de operaciones. La primera operacin se especifica en la lnea de

referencia ms cercana a la flecha. Las posteriores operaciones se especifican

secuencialmente en otras lneas de referencia.

Figura N15. Smbolos de soldaduras de secuencia de operaciones


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Datos suplementarios

La cola de las lneas de referencia adicionales puede ser utilizada para

especificar datos suplementarios a la informacin dada por el smbolo de soldeo

Figura N16. Smbolos de soldaduras de datos suplementarios


Smbolos de soldadura en campo de soldadura todo-alrededor

Cuando se requiere el smbolo de soldadura o inspeccin todo alrededor e

situara, para cada operacin que sea posible, en la conexin de la lnea de la

flecha y de la lnea de referencia. El smbolo de soldadura en campo tambin

puede indicarse en el mismo lugar.

DERECHOS

RESERVAD

OS

42

Figura N17. Smbolos de soldaduras en campo en todo alrededor


Smbolo de soldadura en campo

Las soldaduras en campo (soldaduras que no se efectan en el taller o en

el lugar inicial de la construccin) se especificaran aadiendo el smbolo de

soldadura en campo. La bandera se situara en ngulo recto con a lnea de

referencia, a cualquiera de sus lados, en su conexin con la flecha.

Extensin del soldeo indicado por smbolos

Continuidad de la soldadura

A menos que se indique lo contrario, los smbolos de soldeo indicaran

soldaduras continuas.

Cambio de la direccin de soldeo

DERECHOS

RESERVAD

OS

43

Los smbolos solo aplican entre cualquier cambio en la direccin de soldeo,

o a las zonas sombreadas o entre las lneas de dimensionamiento, excepto

cuando se emplea el smbolo de todo-alrededor. Smbolos de soldeo adicionales

o flechas mltiples se utilizaran para especificar las soldaduras requeridas debido

a los cambios de direccin. Cuando sea deseable utilizar flechas mltiples en un

smbolo de soldeo, las flechas partirn en una misma lnea de referencia en caso

de un smbolo con varias lneas de referencia.

Partes ocultas

Cuando el soldeo de una parte oculta sea igual que para la parte visible, se

puede especificar como se muestra a continuacin. Si el soldeo de una parte

oculta es diferente del de la parte visible, informacin especfica para el soldeo de

ambas partes debe ser especificado.

Figura N18. Smbolos de soldaduras en partes ocultas


DERECHOS

RESERVAD

OS

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Situacin de soldadura especificada

Una soldadura, con longitud menor que la longitud de la unin y cuya

situacin especificada en el plano.

Situacin de soldadura no especificada

Una soldadura, con longitud menor que la longitud de la unin y cuya

situacin no sea critica, puede especificarse sin indicar su situacin.

Smbolos de soldaduras todo alrededor

Smbolo en direcciones o planos mltiples. Una soldadura contina, bien de

tipo nico o combinado, que se extienda alrededor de una serie de uniones

conectadas puede especificarse aadiendo el smbolo todo-alrededor en la

conexin de la lnea de referencia de la flecha. La serie de uniones puede incluir

direcciones diferentes y estar situada en ms de un plano.

Soldaduras circunferenciales

Las soldaduras que se extienden alrededor de la circunferencia de una

tubera no estn sometidas a los requisitos relacionados con los cambios de

direccin y no se requiere el smbolo de soldadura todo- alrededor para especificar

una soldadura continua.

Cola de smbolos de soldeo

DERECHOS

RESERVAD

OS

45

Especificacin del proceso de soldeo y procesos afines. El proceso de

soldeo y lo afines que e vayan a utilizar pueden especificarse situando las letras.

Figura N19. Smbolos de cola de soldeo


La especificaciones cdigos o cualquier otro documento aplicable pueden

especificare situando su referencia en la cola del smbolo de soldeo. La

informacin que contenga el documento referenciado no es necesario repetirla en

el smbolo de soldeo.

Figura N20. Referencia en la cola del smbolo de soldeo


DERECHOS

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OS

46

Smbolos de soldeo designados tpicos

Las repeticiones de smbolos de soldeo idnticos en un plano puede

evitarse mediante la designacin de un smbolo de soldeo como tpico y sealando

la flecha a la unin que represente. El usuario facilitara la informacin adicional

para identificar completamente todas las uniones a las que sea aplicable.

Figura N21. Smbolos de soldeo designados tpicos


Designacin de tipos especiales de soldadura

Cuando los smbolos de soldadura bsica no sean adecuados para indicar

una determinada soldadura, esta se especificara mediante una seccin

DERECHOS

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OS

47

transversal, detalle, u otros datos que se referencian en la cola del smbolo de

soldeo. Esto puede ser necesario en secciones oblicuas.

Figura N22. Designacin de tipos especiales de soldadura


Omisin de la cola

Cuando las referencias no sean requeridas, la cola del mismo smbolo de

soldeo puede omitirse.

Figura N23. Omisin de la cola


DERECHOS

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OS

48

Notas de planos

Las notas de los planos puede utilizare para facilitar informacin aplicable a

las soldaduras. Dicha informacin no es necesario repetirla en los smbolos de

soldeo.

Contornos obtenidos por soldeo

Las soldaduras a realizar con contorno aproximadamente a pao, planos,

convexos o cncavos sin emplear acabado mecnicos se especificaran aadiendo

el smbolo de contorno a pao o plano, convexo o cncavo al smbolo de soldeo.

Acabados de las soldaduras

Contornos obtenidos mediante acabados. Las soldaduras que vaya a ser

acabadas mecnicamente con contornos aproximados a pao, plano, convexos o

cncavos se especificaran aadiendo el smbolo de contorno el smbolo de

acabado.

Mtodo de acabado

Los siguientes smbolos de acabado pueden utilizarse para especificar el

mtodo, pero no el grado, del acabado:

C- Cincelado

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OS

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G- Esmerilado

H- Martillado

M- mecanizado

R- Laminado

Figura N24. Acabado de soldadura


Mtodo de acabado no especificado. Las soldaduras que vayan a ser

acabadas aproximadamente a pao, planas, convexas o cncavas mediante un

DERECHOS

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mtodo no especificado se indicaran aadiendo la letra U al smbolo de contorno

apropiado.

Figura N25. Mtodo de acabado no especificado


Smbolo refuerzo de raz. El smbolo de refuerzo de raz se utilizara solo

cuando se requiera penetracin completa y sobreespesor visible en la raz en las

soldaduras soldadas efectuadas desde un solo lado.

Situacin del smbolo refuerzo de raz

El smbolo refuerzo de raz se utilizara solo cuando se requiera penetracin

completa y sobre espesor visible en la raz en las soldaduras efectuadas desde un

solo lado.

Situacin del smbolo refuerzo de raz

DERECHOS

RESERVAD

OS

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El smbolo refuerzo de raz se situara sobre el lado de la lnea de referencia

opuesto al smbolo de soldadura.

Dimensiones del refuerzo de raz

La altura del sobre espesor de la raz puede especificarse situando la

dimensin requerida a la izquierda del smbolo refuerzo de raz. La altura del sobre

espesor puede no estar especificada.

Refuerzo de raz con soldaduras en borde

Refuerzo de raz con soldadura de borde en canto. Las soldaduras de borde

en canto que requieran penetracin completa se especificaran con el smbolo

soldadura de borde en canto con el smbolo refuerzo de raz situado sobre el lado

opuesto de la lnea de referencia. El mismo smbolo de soldeo se utilizara para las

uniones detalladas o no en el plano.

Refuerzo de raz con soldaduras de borde en esquina. Las soldaduras de

borde en esquina que requieran penetracin completa de especificaran con el

smbolo soldadura de borde en esquina que requieran penetracin completa se

especificaran con el smbolo soldadura de borde en esquina con el smbolo

refuerzo de raz situado sobre el lado opuesto de la lnea de referencia. Una flecha

quebrada sealara la parte a ser rebordeada cuando la unin no facilite esta

informacin.

DERECHOS

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OS

52

Mtodo de dibujo de smbolo

Los smbolos pueden ser dibujados mecnicamente, electrnicamente o a

mano alzada. Los smbolos que vayan a aparecen en publicaciones o que sean

de alta precisin deben dibujarse con las dimensiones o proporciones indicadas en

la norma.

Unidades mtricas y U.S.A.

El mismo sistema que se siga como norma para los planos se utilizara con

los smbolos de soldeo. En los smbolos de soldeo no he utilizaran unidades

duales. Se desea indicar la conversin entre unidades mtricas y U.S.A o

viceversa, se puede incluir una tabla de conversin en el plano.

Tolerancia de la dimensin de la soldadura

Cuando una tolerancia sea aplacable a la dimensin de un smbolo de

soldadura, se indicara en la cola del smbolo de soldeo con referencia a la

dimensin a la cual aplique, o la tolerancia se especificara mediante una nota de

plano, cdigo o especificacin.

Figura N26. Tolerancia de la dimensin de la soldadura

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OS

53


Inspeccin en las soldaduras

Segn el curso Control de calidad en soldaduras (2010), se entiende por

inspeccin de soldaduras a las diferentes acciones que se realizan con el fin de

constatar que el proceso en cuestin se efecta con la calidad adecuada. En estas

acciones estn involucrados personal y materiales, por lo tanto es necesario

conocer cada uno de los factores que afectan la calidad de la soldadura, a fin de

evitar la posible aparicin de defectos y en el caso de que stos se produzcan

poder detectarlos y dar pautas para la correccin de los mismos. De estos factores

el personal es el ms importante.

Garanta de calidad:

Segn el curso Control de calidad en soldaduras (2010), la garanta de

calidad se define como las actividades de planificacin y organizacin que se

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realizan para asegurar un nivel de calidad suficiente que garantice el correcto

funcionamiento de los productos y al menor costo posible.

Control de calidad

Segn el curso Control de calidad en soldaduras (2010), se entiende por

control de calidad a las diferentes acciones llevadas a cabo tanto por el usuario

como por el fabricante que contribuyen a asegurar la garanta de calidad y forma

parte del control de calidad.

Inspector de soldadura

De acuerdo al curso Control de calidad en soldaduras (2010), el inspector

de soldadura es el encargado de constatar que todas las operaciones del proceso

se realicen correctamente y de acuerdo a los Cdigos, Normas, Especificaciones y

procedimientos que se estn aplicando con el fin de garantizar la alta calidad de

la soldadura sin demora en la fabricacin y la entrega de productos. Podramos

decir que su responsabilidad es la de juzgar la calidad del producto en relacin a

una especificacin escrita. Adems funciona como un representante judicial de la

organizacin que representa, la cual puede ser el fabricante, comprador o cliente,

una compaa de seguros o una agencia gubernamental.

As tambin, los inspectores de soldadura pueden ser clasificados en varias

categoras: inspectores gubernamentales, de Ensayos No Destructivos,

representantes del fabricante o del dueo, o autorizados por un cdigo en

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55

particular como sucede por ejemplo con los inspectores ASME. Sin embargo para

efectos prcticos AWS y ASME dividen a los inspectores de soldaduras en dos

categoras generales:

Inspectores de control de calidad del Fabricante: el cual realiza la

inspeccin antes y durante el ensamblado; antes y despus de la soldadura, con

el fin de asegurar que los materiales y el proceso de fabricacin cumplen con

todos los requisitos especificados en el contrato. Estos son inspectores calificados

y que trabajan para el contratista.

Inspectores de aseguramiento de calidad del cliente o Cdigo: representan

al comprador (cdigo, actividad gubernamental, o cualquier organizacin externa

al fabricante). Sus deberes normalmente no incluyen vigilancia obligatoria del

desarrollo del proceso de soldar, sin embargo tiene el derecho de observar el

proceso de produccin. Su trabajo es como una funcin de auditoria, lo cual

implica revisin de los registros para asegurar que se han respetado todos los

requerimientos de las especificaciones, dibujos y otros documentos contractuales.

Esto incluye, pero no limita a revisin del proceso de soldar, calificacin de

soldadores y operadores de mquina, pre y post-calentamiento, informes de

ensayos no destructivos.

Ambos tipos de inspectores deben tener la habilidad para negociar y

comunicarse efectivamente con todos los niveles de mando de la organizacin del

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fabricante y de su propia organizacin. Para llegar a ser un Inspector de

Soldadura, se deben cumplir los siguientes requisitos:

- Debe gozar de buena condicin fsica, ya que con frecuencia

las condiciones de inspeccin son difciles.

- Tener una buena visin, indispensables para la inspeccin

visual, interpretacin radiogrfica y de otros ensayos no destructivos.

- Tener actitud profesional: hacer cumplir los cdigos y tener

buenas relaciones con el resto del personal.

- Tener conocimientos de soldadura: debe conocer sobre el

proceso ya que ste define el tipo de discontinuidad a originarse, las

variables esenciales de cada proceso y debe monitorear las mismas

durante la fase de construccin como especifique el cdigo.

- Debe conocer de Dibujo, Especificaciones y Procedimientos e

interpretarlos correctamente. Debe conocer los smbolos de soldadura y

ensayos no destructivos.

- Saber de mtodos de ensayo, sus aplicaciones, limitaciones e

interpretacin de resultados. El mtodo seleccionado debe suministrar la

informacin adecuada para compararlo a los estndares de aceptacin

establecidos.

DERECHOS

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- Tener habilidad para llevar registros y hacer informes escritos,

concisos, claros y completos.

- Los registros deben incluir los resultados de la inspeccin y

ensayos, los registros del procedimiento de soldadura, de calificacin de

soldadura y de control de materiales de soldadura.

- Experiencia en Soldadura: la experiencia como soldador o

operador de mquina es invaluable para un inspector, algunos empleadores

solicitan como requisitos que los inspectores tengan experiencia previa

soldando.

- Entrenamiento en Ingeniera de Soldadura y Metalurgia: es

deseable, sin embargo la prctica ha demostrado que la experiencia en

campo y el estudio han desarrollado excelentes inspectores con

conocimientos equivalentes a los primeros. Lo esencial es que conozca

donde se encuentra la informacin relevante y sepa cmo interpretarla.

Resumiendo y dado que la inspeccin involucra diferentes disciplinas es

necesario que el inspector se encuentre entrenado en las siguientes reas:

- Principios fundamentales de Soldadura.

- Pro

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