DISCONTINUIDADES EN EL METAL BASE Y LA SOLDADURAALUMNO:MERELLO PORTOCARRERO FRANK frank_07_01@hotmail.comALUMNO:PINTO GLLEGOS JESUS ALDO jpg_9010@hotmail.comDOCENTE:ING. JESS ESTRADA Z.

RESUMENEn el presente documento vamos a indicar lo que es una discontinuidad o imperfeccin y las clases que se presentan en un metal base y soldadura realizada. As mismo, los parmetros que los ingenieros inspectores calificados pueden dejar pasar por alto o que deban corregir o rechazar (en caso de ser un defecto) en un trabajo determinado de soldadura siguiendo una norma de soldeo, condiciones de operacin, normas de fabricacin de los aceros (propiedades), etc. Explicaremos tambin las causas de cada tipo de discontinuidad y efectos negativos que conllevan.

PALABRAS CLAVEDiscontinuidad, metal base, inspector, calidad de soldadura, norma, defecto, fisura, poro, falta de fusin, socavacin. ABSTRACTIn this document we are going to explain the definition of discontinuity or imperfection and the kinds that could be exist in a metal base and a welding work. Also, the parameters that qualified engineer inspectors can let, the ones that must be fixed and the ones that must be denied in a specific welding piece following the respective welding code, working conditions, manufacturing standards steel (properties), etc. All of this is a product of the quality of the job made by a welder and it is sized by the perfection of the welded piece.KEYWORDSDiscontinuity, metal base, inspector, welding quality, code.

Figura N01: Discontinuidades varias

INTRODUCCIONUn inspector de soldadura verifica o evala la calidad de la soldadura de una pieza y si es o no aceptable. Esta calidad de mide por el nmero de irregularidades que pueden haber en la soldadura o construccin soldada. A estas irregularidades se les llama discontinuidades, y cuyo concepto es la interrupcin en la naturaleza uniforme de un tem. En soldadura, los tipos de discontinuidades son fisuras, poros, falta de fusin, socavacin, etc. Entonces, es importante que el inspector tenga un amplio conocimiento de estas discontinuidades para que pueda describir su naturaleza, ubicacin y tamao, como tambin si esta requiere o no reparacin segn las especificaciones del trabajo.

DESCRIPCIN DE TEMA DE INVESTIGACINAntes de describir a las discontinuidades, se debe diferenciar entre una discontinuidad y un defecto, que es una discontinuidad crucial en la estructura y que compromete el comportamiento de esta al no poder llegar a cumplir el propsito para el cual fue diseada. Todo esto se rige de acuerdo a un cdigo aplicable que define los lmites aceptables para la discontinuidad y en el caso de no cumplirlo, pasa a ser un defecto y requiere una clase de reparacin o tratamiento.Una discontinuidad puede ser inaceptable por su configuracin, ya sea lineal o no lineal (comparando el largo con el ancho). Otra manera en que una discontinuidad puede llegar a ser crtica, es por la condicin de sus extremos, ya que entre ms filosos sean, tendern a propagarse ms. El ltimo parmetro para calificar como crtica una irregularidad es por la manera en cmo va a ser cargada la parte (presin, rotacin, carga cclica) y depende de eso la condicin de la superficie. Adems que todos los trminos que se encuentran inmersos en este tema se encuentran en la norma AWS 3.0.Ahora explicamos los tipos de discontinuidades que se encuentran en el momento de unir dos piezas metlicas, unos que se refiere al mal entendimiento del diseo y de los pasos a seguir por el personal que involucra este proceso; de una mala capacitacin del personal buscando que no cometa los mismos errores y la mala adquisicin de los materiales base a unir:Al mal entendimiento del diseo se los planos tenemos:DISCONTINUIDADES DIMENSIONALES: Que parten de la mala comprensin de los planos de diseo, y son: Deformacin que se da por la temperatura de soldeo: Ocurre cuando la temperatura producida por el arco elctrico del proceso de soldeo es muy elevada o muy baja alterando el ZAC (zona afectada por el calor), modificando las propiedades mecnicas y qumicas del material base.Preparacin incorrecta de la junta: Ocurre antes del proceso de soldar, sucede por la mala comprensin de los planos y es corregible.Dimensiones incorrectas de la soldadura: Ocurre cuando no se respeta las propiedades del material base al momento de usar el material de aporte. Es muy crtico porque eso hace que se reduzca la operatividad del material a recuperar.Perfil incorrecto de la soldadura: Ocurre cuando no hay simetra en el cordn, siendo concentradores de tensin y facilitando la aparicin de fisuras. Siendo las ms crticas y comunes para un filete: garganta insuficiente(a), convexividad excesiva (b), mordedura, soplado (c), soplado (d), pierna insuficiente (e) y falta de penetracin (f).

a. b. c. d. e. f. Figura N 02: Discotinuidades dimensionales

En cuanto al perfil de una junta plana podemos encontrar concavidad de la raz (a), un exceso de penetracin (b) o un exceso de sobre monta (o sobre espesor) (c).

Figura N 03: Exceso de penetracin

Figura N 04: Exceso de sobre monta

Figura N 05: Exceso de sobre espesor

Las discontinuidades que se explicaran a continuacin son por la mala operacin del personal durante el proceso de unin:

FISURAS: Son irregularidades lineales con extremos filosos y es la ms crtica de todas las discontinuidades. Aparecen cundo existe una sobrecarga y pueden encontrarse en la superficie o debajo de esta. La temperatura a la cual sucede es un parmetro de clasificacin; la fisuracin en caliente ocurre en la solidificacin del metal y se propagan entre los granos, mientras que la fisuracin en frio aparece en condiciones de servicio (intergranular). Tambin se pueden clasificar segn su direccin respecto al eje longitudinal de la soldadura, as tenemos, una fisura longitudinal y una fisura transversal.

Figura N 06: Fisura longitudinal

Figura N 07: Fisura transversal

Las fisuras se pueden encontrar en la garganta, raz, taln, crter, bajo cordn, ZAC, como tambin en el metal base.

Figura N 08: Fisura en la garganta en la raz de una soldadura de filete

Figura N 09: Fisuras bajo cordn

FALTA DE FUSIN: Se da cuando la fusin no ocurre o es menor a la especificada entre el metal de soldadura y las caras de fusin o cordones adyacentes, y puede ocurrir sobre la superficie original de un bisel, entre cordones individuales o en la superficie de la soldadura. Va de la mano con la aparicin de escoria.

Figura N 10: Falta de fusinLa causa ms comn de esta irregularidad es la mala manipulacin del electrodo de parte del soldador, como tambin la contaminacin externa, mala configuracin de la junta, entre otras.

Figura N 11: Falta de fusin entre el metal de soldadura y el metal base

Esta figura tambin muestra otro defecto, que es la falta de penetracin en la parte de abajo.

Figura N 12: Falta de fusin en la superficie

FALTA DE PENETRACIN: Est asociada solamente con la soldadura con bisel y sucede porque la soldadura no se extiende completamente. Hay que tener en cuenta que en algunos casos la penetracin parcial es aceptable pero en otros casos no, todo depende de la especificacin del trabajo.

Figura N 13: Falta de penetracinLas causas de la falta de penetracin son similares a las de la discontinuidad anterior; estas son mala tcnica, mala configuracin de juntas, y contaminacin excesiva.

Figura N 14: Radiografa de una junta con falta de penetracin

INCLUSIONES: Se define como un material slido y ajeno que se encuentra atrapa en la soldadura, ya sea en la superficie o por debajo del cordn. Estas inclusiones pueden ser escoria, fundente, tungsteno, xido, etc. Este objeto atrapado ocupa un volumen que idealmente le corresponde al metal fundido, entonces debilita a la unin soldada y podra impedir el adecuado desempeo en servicio del componente.

Figura N 15: Inclusin de escoria

Las causas pueden ser el uso de tcnicas inadecuadas, mala manipulacin del electrodo, falta de limpieza, uso de electrodos recubiertos y el proceso con una corriente alta.

Figura N 16: Inclusiones superficiales de escoria

POROSIDAD: Es un tipo de discontinuidad que forma una cavidad provocada por gases que quedan atrapados durante la soldadura. En pocas palabras son bolsas de gases que se encuentran dentro del metal de soldadura. A este tipo de irregularidad se le considerada como la menos daina por su forma esfrica.

Para definir mejor la presencia de poros, al igual que con las fisuras, se dan diferentes nombres a tipos especficos de porosidades, as tenemos, porosidad distribuida uniformemente, nido de poros, poros alineados y poros vermiculares (alargados).

Figura N 17: Poros superficiales alineados

Figura N 18: Poros superficiales alargadosEstos poros son causados por la presencia de contaminantes o humedad al momento de soldar y puede provenir del metal base, del gas de proteccin, de la atmsfera o del electrodo. La mala tcnica es una variante para la aparicin de poros tambin.SOCAVACIN: Sucede cuando el metal base ha sido fundido durante el soldeo pero no hubo una cantidad suficiente de material de aporte para llenar la depresin resultante. El resultado es un agujero alargado en el metal base de configuracin filosa.

Figura N 19: Socavaciones variasYa que es una condicin superficial, esta discontinuidad es particularmente daina para todas aquellas estructuras que vayan a estar sometidas a cargas de fatiga.

Figura N 20: Socavacin adyacenteLa socavacin es el resultado de una inadecuada tcnica de soldeo; ocurre si la velocidad de soldadura es excesiva, si el calor de soldadura es demasiado alto causando una excesiva fusin del metal base, o cuando se manipula incorrectamente el electrodo.

SOPLADO: Es la protusin del metal de soldadura por delante del taln o de la raz de la soldadura. Aparece cuando el metal soldado inunda la junta y yace en la superficie del metal adyacente. El soplado es conocido como enrollado (rollover). Aparece en soldadura con bisel y de filete. Puede ocurrir en la superficie de la soldadura y en la raz en las soldaduras con bisel.

Figura N 21: soplado en soldaduras con bisel y filete

SOBRE ESPESOR: Es similar a la convexividad, excepto que describe una condicin que solamente puede estar presente en una soldadura con bisel.

Figura N 22: Sobreespesor y Sobreespesor de raz

CORTE DE ARCO: El corte de arco puede ser muy perjudicial en aleaciones de alta resistencia y en las de baja aleacin. Ocurre cuando el arco es iniciado sobre la superficie del metal base fuera de la junta de soldadura, ya sea intencionalmente o accidentalmente.

Figura N 23: Foto micrografa de una estructura martenstica producida por un corte de arco.

SALPICADURA: Partculas de metal expelidas durante la fusin de la soldadura de manera de no formar parte de la soldadura.

Figura N 24: Fisura formada en una salpicadura en la superficie del metal base

DAOS MICROESTRUCTURALES EN EL METAL BASE LAMINACION: Discontinuidad particular es un defecto del metal base. Resulta de la presencia de inclusiones no metlicas que pueden aparecer en el acero cuando es producido. Estas inclusiones son formas de xidos que son producidos cuando el acero todava esta fundido.

Figura N 25: Fisuracin del metal de soldadura debida a la presencia de laminacin.

DESGARRAMIENTO LAMINAR: Es una fractura tipo meseta en el metal base con una orientacin bsicamente paralela a la superficie rolada. Ocurre cuando hay tensiones altas en direccin del espesor, o en la direccin Z.

Figura N 26: Desgarramiento laminar

GRIETAS Y PLIEGUES: Difieren de la laminacin en estar abiertas hacia la superficie laminada del metal en lugar de en el borde. Las grietas de laminacin son descriptas como unas grietas rectas longitudinales que pueden aparecer sobre la superficie del acero. Son causadas principalmente por las imperfecciones del lingote de acero, manejo inapropiado despus del colado o por variaciones durante el calentamiento o el laminado. Los pliegues de laminacin son provocados por un sobrellenado en las pasadas a travs de los rodillos de laminacin que provocan proyecciones que van cayendo y girando sobre el material mientras es laminado.

Figura N 27: Grieta profunda sobre la superficie de un producto laminado semi-terminado.

Figura N 28: Pliegue en la superficie de un acero laminado.

SOLDADURA DE LASER Y HAZ DE ELECTRONES: Son procesos que se realizan a altas velocidades y provocan zonas de fusin relativamente profundas y angostas por su precisin, aunque por un desvi del has puede producir que los metales base no se unan o presenten poros en el cordn.

Figura N 29: Deflexin del haz (perdida de la junta

CONCLUSIONES Las discontinuidades en el metal base y el cordn de soldadura siempre van a estar presentes pero debemos minimizarlas para que el tem resista las cargas a las que se encontrar en el trabajo. Dependiendo del tipo de servicio, una discontinuidad puede ser considerada o no, como un defecto. Cada industria usa un cdigo o especificacin para determinar los lmites entre discontinuidad y defecto. Siempre hay que tener a la mano las normas que nos ayudarn a reconocer las discontinuidades presentes y cmo corregirlas. Las fisuras son irregularidades lineales con extremos filosos y es la ms crtica de todas las discontinuidades. A la porosidad se le considerada como la discontinuidad menos daina por su forma esfrica. Es interesante saber que la socavacin puede ocurrir en la superficie de la soldadura, como tambin en la superficie de la raz de la soldadura. Los ingenieros inspectores siempre deben de verificar e inspeccionar que los soldadores sigan los procesos definidos en el proyecto y las normas antes, durante y despus de la operacin de soldeo. Los materiales base han de ser inspeccionados antes de su uso porque internamente ya poseen concentradores de tensin, que despus del soldeo pueden conllevar a una falla.

BIBLIOGRAFIA http://www.ipen.org.br/downloads/simposio_lima/adan_vega_01.pdf http://industriales.utu.edu.uy/archivos/soldadura/10%20Discontinuidades.pdf http://industriales.utu.edu.uy/archivos/soldadura/10%20Discontinuidades.pdf