Ensayo de soldadura de rieles ALAF 5-032_2002_Soldadura Aluminotérmica

Contenido

• El INTI: Misión, Centros de Investigación, RRHH, Oferta tecnológica.

• INTI-Mecánica: Misión, Unidades Técnicas, otros servicios.

• Laboratorio de Transporte Ferroviario: Misión, Visión.

• Soldadura de rieles

• Ensayos según ALAF 5-032:2002

o Inspección visual

o Alineación

o Flexión

o Dureza

o Porosidad

o Metalografía: Macrografía y micrografía.

El INTI Misión

El INTI Red Nacional de Vinculación Tecnológica

El INTI Parque tecnológico Miguelete, Partido de San Martín

El INTI Vinculación Tecnológica

Servicio público de generación y transferencia

de tecnología industrial que contribuye de manera

permanente y sustentable al desarrollo del Sector

Metalmecánico Productivo en particular y al

bienestar de la sociedad en general.

INTI – Mecánica Misión

Más de 120 profesionales, técnicos

y personal administrativo se

distribuyen en los tres edificios de

INTI-Mecánica.

Edificio 9:

Ensayos No Destructivos

Servicios Especiales

Edificio 43:

Máquinas y Herramientas

Edificio 46:

Construcciones Mecánicas

Metalogía

Servicios Especiales

Materiales

transporte

INTI – Mecánica

• Soldadura

• Calificación de personal y procedimientos

de soldadura

• Capacitación

• Diseño mecánico

• Mecánica computacional / simulación

• Fundición

• Extensómetro

INTI – Mecánica Unidades Técnicas – Construcciones Mecánicas

• Líquidos penetrantes

• Partículas magnetizables

• Corrientes inducidas

• Ultrasonidos

• Radiografía industrial

• Capacitación y calificación de personal

según ISO9712

• Verificación de equipamiento

INTI – Mecánica Unidades Técnicas – Ensayos no destructivos

• Ensayos mecánicos

Dureza, tracción, compresión, flexión,

plegado, charpy

• Fatiga

• Metalografía

• Productos siderúrgicos

• Tratamiento térmicos

• Análisis de procesos de fabricación

INTI – Mecánica Unidades Técnicas – Metalogía

Maquinas y herramientas

• Metrología

• Calibración de cintas métricas

• Maquinabilidad

• Ensayo de herramientas de corte

• Cad/cam

• Procesos de conformado y mecanizado

• Proyectos y prototipos

Servicios especiales

• Microscopia electrónica de barrido

• Análisis semicuantitativo (sonda edax)

• Taller de mecanizado

• Regímenes especiales

INTI – Mecánica Unidades Técnicas

• Laboratorio de Análisis de Falla

• Laboratorio de Biomateriales

• Laboratorio de Tratamiento de Superficies

• Laboratorio de Transporte Ferroviario

• Laboratorio de Transporte Vertical y de Cargas

• Laboratorio Automotriz

• Laboratorio de Transporte de Personas por Cable

INTI – Mecánica Unidades Técnicas – Construcciones Mecánicas

Materiales Transporte

INTI – Mecánica Otros servicios

• Parques De Diversión

• Medios De Elevación

• Ascensores

• Recipientes a Presión y Calderas

• Industria Automotriz / Vial / Minera

Inspecciones

Peritajes judiciales

Certificación

• Aceros

• Bicicletas

• Maquinaria

• Licencia de configuración de modelo

• Autopartes

• Certificación voluntaria

• Personal en soldadura

• Personal en ensayos no destructivos

Laboratorio de Transporte Ferroviario

Misión

Visión

Constituirse en un área dedicada al desarrollo, investigación y

colaboración técnica en los temas vinculados con la industria ferroviaria,

interactuando con organismos estatales nacionales, provinciales y municipales,

empresas ferroviarias, concesionarios y cooperativas que así lo requieran.

Ser reconocidos como un equipo de profesionales respaldados por la

capacidad técnica del INTI, orientados a buscar soluciones para los problemas

del sector, con iniciativa, responsabilidad e idoneidad.

Esperamos ser percibidos como una de las primeras opciones técnicas

para la investigación y el desarrollo del sector ferroviario nacional.

Nuestro modelo a seguir es el Transportation Tecnology Center Inc.

(TTCI) de EEUU.

Soldadura de rieles

Aluminotérmica

Flash Butt Welding (FBW) o

Chisporroteo

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas

ALAF 5-032:2002

Actualmente ADIF SE solicita una batería de ensayos

cada 500 soldaduras ejecutadas, lo que aproximadamente

representa 1 muestra cada 5 km de vía (10 km de riel).

Para poder efectuar todos los ensayos se requiere 1

(una) muestra de riel soldado integrada por dos cupones:

• Cupón 1: Riel con soldadura en el centro de 450 mm

• Cupón 2: Riel con soldadura en el centro de 1300 mm

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Inspección visual

Inciso Criterio de aceptación

3.7

Sin defectos eliminatorios.

Menos de dos defectos accesorios en cordón de soldadura o superficie de rodadura.

Hasta un defecto accesorio en la zona de unión de la soldadura y el material base

Al momento de recepción de la muestra se realiza la

Inspección visual en búsqueda de:

• Defectos accesorios.

Son aquellos localizados en la soldadura que, en solitario, no

afectan a su calidad.

• Defectos eliminatorios.

Se considera Defecto Eliminatorio aquel que pone en peligro la

vida útil de la soldadura ya que puede provocar por sí mismo la

rotura o la aparición de otros defectos que hacen peligrar su

comportamiento, por lo que automáticamente la invalida.

Las zonas a inspeccionar son fundamentalmente tres:

Unión del acero de aportación con el laminado.

Superficie de rodadura y cara activa de la unión soldada.

Cordón de la Soldadura.

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Alineación

Alineación en planta (horizontal)

Alineación en alzada (vertical)

Inciso Criterio de aceptación

4.5

Desalineación en planta

(horizontal) ≤ 0,5 mm

Desalineación en alzado

(vertical) ≤ 0,5 mm

Consisten en una flexión en tres puntos.

Para la determinación de la carga mínima (R) de rotura a flexión se utiliza la ecuación siguiente:

Donde:

W= 247,8 cm³ para el perfil de riel UIC54 E1

σ: 8,970 T/cm² = 880 MPa (dato obtenido de la norma EN 13764-1:2011)

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Flexión

R ≥ 0.034[cm-1] * W * σ = 85 Tn

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Flexión

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Dureza

Inciso Criterio de aceptación

4.2 Valor máximo ≤ HB200mm + 30 HB

Valor mínimo ≥ HB200mm - 30 HB

Tipo dureza: Brinell

Escala: HBW 10/3000

Carga [N]: 29420

Bolilla [mm]: 10

Previo a realizar la toma de durezas se rectifica la cabeza del riel en la zona de rodadura con el

fin de eliminar el óxido. Para la evaluación de cumplimiento con el criterio de aceptación se realiza la

diferencia entre el valor de los extremos del riel y las mediciones a 40, 20, 10 y 0 mm a cada lado de la

soldadura.

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Porosidad

Inciso Criterio de aceptación

4.3

Zona alma por arriba eje de simetría ≤ 0,05% de la sección

Zona cabeza y por debajo de la línea de simetría sin poros

Ø poro ≤ 0,05 mm

Se realiza un corte con sierra continua bajo un abundante caudal de fluido de corte, de la sección

media del metal de soldadura.

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Macrografía

Inciso Criterio de aceptación

4.4

Unión entre soldadura y metal base completa

Sin incrustaciones de escoria o arena

Para cala de 25mm:

30 mm ≤ Ancho ZAC hongo ≤ 81 mm

30 mm ≤ Ancho ZAC alma ≤ 65 mm

30mm ≤ Ancho ZAC patín ≤ 81 mm

La norma ALAF especifica la realización de una impresión Baumann para revelar la ZAC (zona

afectada por el calor) con el fin de evidenciar inconvenientes en el precalentamiento. Este método no

permite obtener dicha determinación por lo cual actualmente se realiza un ataque con Supernital (ácido

nítrico al 10%)

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Macrografía

Ensayos de soldaduras aluminotérmicas ALAF 5-032:2002 - Micrografía

Inciso Criterio de aceptación

4.4 Estructura completamente

perlítica en zonas a evaluar

Luego de realizar la macrografía se

pule nuevamente la probeta

atacándola con reactivo N° 74 (Nital)

de la norma ASTM E407. Se evalúan

el hongo, centro de patín y lateral del

patín en el metal de soldadura, ZAC y

metal base de cada una.

Francisco Jose Polano INTI- Mecánica

Laboratorio de Transporte Ferroviario

Teléfono (54 11) 4724 6200/6300/6400

Interno 7089

Parque Tecnológico Migueletes,

Av. General Paz 5445, San Martín,

Buenos Aires, Argentina

ferrocarriles@inti.gob.ar

¡Muchas Gracias por su

atención!