lunes, 31 de octubre de 2016
INSPECCIÓN DE SOLDADURA
INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Introductorio:
La soldadura, al igual que la mayoría de los procesos
industriales y disciplinas técnicas, posee sus propios términos especializados,
necesarios para lograr una comunicación efectiva entre la gente relacionada con
los procesos de soldadura, operaciones, equipos, materiales y diseño. Debido a
que es indispensable el uso correcto y preciso de estos términos, los
institutos y organizaciones técnicas encargadas de las aplicaciones y del
desarrollo científico y tecnológico de la soldadura de diferentes países, han
preparado y publicado normas que establecen los términos estandarizados a emplearse
y la definición de los mismos. Un documento de referencia es el la norma de la
Sociedad Americana de Soldadura (AWS) que trata sobre este tema.
Para Información mas detallada Hacer Click:
https://drive.google.com/file/d/0B3NdqykCP9jKMHUweWEweUdoVVE/view
Soldadura.
Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas
para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un
rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria
para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco
eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente
proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.
La soldadura con frecuencia se realiza en un ambiente
industrial, pero puede realizarse en muchos lugares diferentes, incluyendo al
aire libre, bajo del agua y en el espacio. Independientemente de la
localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben
tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos,
y la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de
soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros han usado por siglos
para juntar metales calentándolos y golpeándolos. La soldadura por arco y la
soldadura a gas estaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardíamente
en ese mismo siglo, siguiéndoles, poco después, la soldadura por resistencia
ysoldadura eléctrica. La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante
el principio del siglo XX mientras que laPrimera Guerra Mundial y la Segunda
Guerra Mundial condujeron la demanda de métodos de unión fiables y baratos.
Después de las guerras, fueron desarrolladas varias técnicas modernas de
soldadura, incluyendo métodos manuales como la Soldadura manual de metal por
arco, ahora uno de los más populares métodos de soldadura, así como procesos
semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco
sumergido, soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura por
electroescoria. Los progresos continuaron con la invención de la soldadura por rayo
láser y lasoldadura con rayo de electrones a mediados del siglo XX. Hoy en día,
la ciencia continúa avanzando. La soldadura robotizada está llegando a ser
corriente en las instalaciones industriales, y los investigadores continúan
desarrollando nuevos métodos de soldadura y ganando mayor comprensión de la
calidad y las propiedades de la soldadura.
Se dice que la soldadura es un sistema porque intervienen
los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra, materiales,
máquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unión
satisfactoria implica que debe pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez).
Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW, etc.) utilizados
para la situación más conveniente y favorable, lo que hace que sea lo más
económico, sin dejar de lado la seguridad.
Historia
La historia de la unión de metales se remonta a varios
milenios atrás, con los primeros ejemplos de soldadura desde la edad de bronce
y la edad de hierro en Europa y enOriente Medio. La soldadura fue usada en la
construcción del Pilar de hierro de Delhi, en la India, erigido cerca del año
310 y pesando 5.4 toneladas métricas.1 La Edad Mediatrajo avances en la
soldadura de fragua, con la que los herreros golpeaban repetidamente y
calentaban el metal hasta que se producía la unión. En 1540, Vannoccio
Biringucciopublicó De la pirotechnia, que incluye descripciones de la operación
de forjado. Los artesanos del Renacimiento eran habilidosos en el proceso, y
dicha industria continuó desarrollándose durante los siglos siguientes.2 Sin
embargo, la soldadura fue transformada durante el siglo XIX. En 1800, Sir Humphry
Davy descubrió el arco eléctrico, y los avances en la soldadura por arco
continuaron con las invenciones de los electrodos de metal por el ruso Nikolai
Slavyanov y el norteamericano, C. L. Coffin a finales de losaños 1800. Incluso
la soldadura por arco de carbón, que usaba un electrodo de carbón, ganó
popularidad. Alrededor de 1900, A. P. Strohmenger lanzó un electrodo de metal
recubierto en Gran Bretaña, que dio un arco más estable, y en 1919, la
soldadura de corriente alterna fue inventada por C. J. Holslag, pero no llegó a
ser popular por otra década.3
La soldadura por resistencia también fue desarrollada
durante las décadas finales del siglo XIX, con las primeras patentes del sector
en manos de Elihu Thomson en 1885, quien produjo otros avances durante los
siguientes 15 años. La soldadura de termita fue inventada en 1893, y alrededor
de ese tiempo, se estableció otro proceso, la soldadura a gas. El acetilenofue
descubierto en 1836 por Edmund Davy, pero su uso en la soldadura no fue
práctico hasta cerca de 1900, cuando fue desarrollado un soplete conveniente.4
Al principio, la soldadura de gas fue uno de los más populares métodos de
soldadura debido a su portabilidad y costo relativamente bajo. Sin embargo, a
medida que progresaba el siglo 20, bajó en las preferencias para las
aplicaciones industriales. Fue sustituida, en gran medida, por la soldadura de
arco, en la medida que continuaron siendo desarrolladas las cubiertas de metal
para el electrodo (conocidas como fundente), que estabilizan el arco y
blindaban el material base de las impurezas.5
La Primera Guerra Mundial causó un repunte importante en
el uso de los procesos de soldadura, con las diferentes fuerzas militares
procurando determinar cuáles de los variados nuevos procesos de soldadura serían
los mejores. Los británicos usaron primariamente la soldadura por arco, incluso
construyendo, mediante este procedimiento, una nave, el Fulagar, con un casco
enteramente soldado. Los estadounidenses eran más vacilantes, pero comenzaron a
reconocer los beneficios de la soldadura de arco cuando dicho proceso les
permitió reparar rápidamente sus naves después de los ataques alemanesen el
puerto de Nueva York al principio de la guerra. También la soldadura de arco
fue aplicada por primera vez a los aviones durante la guerra, pues algunos
fuselajes de aeroplanos alemanes fueron construidos usando dicho proceso.
Durante los años 1920, importantes avances fueron hechos
en la tecnología de la soldadura, incluyendo la introducción de la soldadura
automática en 1920, en la que el alambre del electrodo era alimentado
continuamente. El gas de protección se convirtió en un tema importante,
mientras que los científicos procurarban proteger las soldaduras contra los
efectos deloxígeno y el nitrógeno de la atmósfera. La porosidad y la fragilidad
eran los problemas básicos derivados de este intercambio, y las soluciones que
desarrollaron incluyeron el uso del hidrógeno, del argón, y del helio como
gases protextores de la soldadura.7 Durante la siguiente década, posteriores
avances permitieron la soldadura de metales reactivos como el aluminio y el
magnesio. Esto, conjuntamente con desarrollos en la soldadura automática, la
soldadura bajo corriente alterna, y los fundentes, alimentaron una importante
extensión de la soldadura de arco durante los años 1930 y durante la Segunda
Guerra Mundial.
A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos métodos
nuevos de soldadura. 1930 vio el lanzamiento de la soldadura de perno, que
pronto llegó a ser popular en la fabricación de naves y la construcción. La
soldadura de arco sumergido fue inventada el mismo año, y continúa siendo
popular hoy en día. En 1941, después de décadas de desarrollo, la soldadura de
arco de gas con electrodo de tungsteno fue finalmente perfeccionada, seguida en
1948 por la soldadura por arco metálico con gas, permitiendo la soldadura
rápida de materiales no ferrosos pero requiriendo costosos gases de blindaje.
La soldadura de arco metálico blindado fue desarrollada durante los años 1950,
usando un fundente de electrodo consumible cubierto, y se convirtió rápidamente
en el más popular proceso de soldadura de arco metálico. En 1957, debutó el
proceso de soldadura por arco con núcleo fundente, en el que el electrodo de
alambre auto blindado podía ser usado con un equipo automático, resultando en
velocidades de soldadura altamente incrementadas, y ése mismo año fue inventada
la soldadura de arco de plasma. La soldadura por electroescoria fue introducida
en 1958, y fue seguida en 1961 por su prima, la soldadura por electrogas.
Otros desarrollos recientes en la soldadura incluyen en
1958 el importante logro de la soldadura con rayo de electrones, haciendo
posible la soldadura profunda y estrecha por medio de la fuente de calor
concentrada. Siguiendo la invención delláser en 1960, la soldadura por rayo
láser debutó varias décadas más tarde, y ha demostrado ser especialmente útil
en la soldadura automatizada de alta velocidad,. Sin embargo, ambos procesos
continúan siendo altamente costosos debido al alto costo del equipo necesario,
y esto ha limitado sus aplicaciones.
Sistemas de soldadura:
Soldadura de estado sólido:
Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de
fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los
materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura
ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o
termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El
equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por
resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la
fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento
de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones
mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los
materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son
introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para
hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común
proceso de soldadura de polímeros.
Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica
juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La
energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque
solamente una limitada cantidad de calor sea generada.
El proceso es usado
comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del
aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos de
soldadura de estado sólido incluyen la soldadura de coextrusión, la soldadura
en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción(incluyendo la
soldadura por fricción-agitación en inglés Friction Stir Welding), la soldadura
por alta frecuencia, lasoldadura por presión caliente, la soldadura por
inducción, y la soldadura de rodillo.
Soldadura por arco:
Se trata, en realidad, de distintos sistemas de
soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de alimentación eléctrica.
Ésta se usa para generar un arco voltaico entre un electrodo y el material
base, que derrite los metales en el punto de la soldadura. Se puede usar tanto
corriente continua (CC) como alterna (AC), e incluyen electrodos consumibles o
no consumibles, los cuales se encuentran cubiertos por un material llamado
revestimiento. A veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo
de gas inerte o semi inerte, conocido como gas de protección, y, en ocasiones,
se usa un material de relleno.
Soldadura blanda y fuerte[editar]
La soldadura blanda y la soldadura fuerte son procesos en
los cuales no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del
metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldadura utilizado por el
hombre, ya en la antigua Sumeria.
La soldadura blanda se da a temperaturas inferiores a 450
ºC.
La soldadura fuerte se da a temperaturas superiores a 450
ºC.
Y la soldadura fuerte a altas temperaturas se da a
temperaturas superiores a 900 ºC.
Fuentes de energía:
Para proveer la energía eléctrica necesaria para los
procesos de la soldadura de arco, pueden ser usadas diferentes fuentes de
alimentación. La clasificación más común de dichas fuentes consiste en separar
las de corriente constante y las de voltaje constante. En la soldadura de arco,
la longitud del arco está directamente relacionada con el voltaje, y la
cantidad de calor generado está relacionada con la intensidad de la corriente.
Las fuentes de alimentación de corriente constante son usadas con más
frecuencia para los procesos manuales de soldadura tales como la soldadura de
arco de gas con electrodo de tungsteno y la soldadura de arco metálico blindado,
porque ellas mantienen una corriente constante incluso mientras el voltaje
varía. Esto es importante en la soldadura manual, ya que puede ser difícil
sostener el electrodo perfectamente estable, y como resultado, la longitud del
arco y el voltaje tienden a fluctuar. Las fuentes de alimentación de voltaje
constante mantienen éste y varían la corriente. Como resultado, son usadas más
a menudo para los procesos de soldadura automatizados tales como la soldadura
de arco metálico con gas, soldadura por arco de núcleo fundente, y la soldadura
de arco sumergido. En estos procesos, la longitud del arco es mantenida
constante, puesto que cualquier fluctuación en la distancia entre electrodo y
material base es rápidamente rectificado por un cambio grande en la corriente.
Si el alambre y el material base se acercan demasiado, la corriente aumentará
rápidamente, lo que, a su vez, causa un aumento del calor y éste hace que la
extremidad del alambre se funda, haciéndolo, así, volver a su distancia de
separación original.
El tipo de corriente usado en la soldadura de arco
también juega un papel importante. Los electrodos de proceso consumibles como
los de la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de arco metálico
con gas generalmente usan corriente directa (continua), por lo que el electrodo
puede ser cargado positiva o negativamente, dependiendo de cómo se realicen las
conexiones de los electrodos. En la soldadura, en caso de cargar el electrodo
positivamente generará mayor de calor en el mismo, y como resultado, la
soldadura resulta más superficial (al no fundirse casi el material base). Si el
electrodo es cargado negativamente, el metal base estará más caliente,
incrementando la penetración del aporte y la velocidad de la soldadura.13 Los
procesos de electrodo no consumible, tales como la soldadura de arco de gas y
electrodo de tungsteno, pueden usar ambos tipos de corriente directa, así como
corriente alterna. Como en el caso antes citado, un electrodo positivamente
cargado causa soldaduras superficiales y un electrodo negativamente cargado,
también provoca soldaduras más profundas.14 En caso de utilizar corriente
alterna, al invertirse constante y rápidamente la polaridad eléctrica, se
consiguen soldaduras de penetración intermedia. Una desventaja de la CA, el
hecho de que el arco se anule a cada inversión de polaridad, se ha superado con
la invención de unidades de energía especiales que producen un patrón cuadrado
de onda, en vez del patrón normal de onda sinusoidal, generando pasos por cero
muy rápidos que minimizan los efectos del problema de la desaparición del arco
voltaico.
Distintos sistemas de soldadura:
Soldadura por arco de metal blindado.
Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la
soldadura manual con electrodo revestido (SMAW, Shielded Metal Arc Welding),
que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o
soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre
el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está
cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la
oxidación y la contaminación, por medio de la producción del gas CO2 durante el
proceso de la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como
material de relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional.
El proceso es versátil y puede realizarse con un equipo
relativamente barato, haciéndolo adecuado para trabajos domésticos y para
trabajos de campo.16Un operador puede hacerse razonablemente competente con una
modesta cantidad de entrenamiento y puede alcanzar la maestría con la
experiencia. Los tiempos de soldadura son algo lentos, puesto que los
electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la
escoria, el residuo del fundente, debe ser retirada después de soldar.17
Además, el proceso es generalmente limitado a materiales de soldadura ferrosos,
aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro
fundido, níquel, aluminio, cobre, acero inoxidable y de otros metales.
La soldadura de arco metálico con gas (GMAW, Gas Metal
Arc Welding), también conocida como soldadura de metal y gas inerte o por las siglas
en inglés MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas), es un proceso
semiautomático o automático que usa una alimentación continua de alambre como
electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura
contra la contaminación. Como con la SMAW, la habilidad razonable del operador
puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que el electrodo es
inyectado de forma continua, las velocidades de soldado son mayores para la
GMAW que para la SMAW. También, el tamaño más pequeño del arco, comparado a los
procesos de soldadura de arco metálico protegido, hace más fácil hacer las
soldaduras en posturas complicadas (ej, empalmes en lo alto, como sería
soldando por debajo de una estructura).
El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es
más complejo y costoso que el requerido para la SMAW, y exige un procedimiento
más complejo de preparación. Por lo tanto, la GMAW es menos portable y
versátil, y, debido al uso de un gas de blindaje separado, no es
particularmente adecuado para el trabajo al aire libre. Sin embargo, la
velocidad media más alta que en le SMAW, hacen que la GMAW sea más adecuada
para la soldadura de producción. El proceso puede ser aplicado a una amplia
variedad de metales, tanto ferrosos como no ferrosos.
Un proceso relacionado, la soldadura de arco de núcleo
fundente (FCAW), usa un equipo similar pero utiliza un alambre que consiste en
un electrodo de acero relleno de un material en polvo. Este alambre nucleado es
más costoso que el alambre sólido estándar y puede generar humos y/o escoria,
pero permite incluso una velocidad más alta de soldadura y mayor penetración
del metal.19
La soldadura de arco, tungsteno y gas (GTAW), o soldadura
de tungsteno y gas inerte (TIG) (también a veces designada erróneamente como
soldadura heliarc), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de
tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material
de relleno separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este
método es caracterizado por un arco estable y una soldadura de alta calidad,
pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente da
velocidades de trabajo relativamente bajas.
La GTAW pueden ser usada en casi todos los metales
soldables, aunque es aplicada más a menudo a aleaciones de acero inoxidable y
metales livianos. Se usa en los casos en que son extremadamente importantes las
soldaduras de calidad, por ejemplo en fabricación de cuadros de bicicletas,
aviones y aplicaciones navales.20 Un proceso relacionado, la soldadura de arco
de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma
para hacer el arco. El arco es más concentrado que el arco de la GTAW, haciendo
el control transversal más crítico y así generalmente restringiendo la técnica
a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el método puede ser
usado en una gama más amplia de materiales gruesos que en el caso de la GTAW, y
además, es mucho más rápido que ésta. Se aplica a los mismos materiales que la
GTAW excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es
una aplicación reseñable de este sistema. Una variante del mismo es el corte
por plasma, un eficiente sistema para el corte de acero.21
La soldadura de arco sumergido (SAW) es un método de soldadura
de alta productividad en el cual el arco se genera inmerso en un fluido. Esto
aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes de la atmósfera son
desplazados por dicho fluido. La escoria que forma la soldadura, generalmente,
sale por sí misma, y, combinada con el uso de una alimentación de alambre
continua, la velocidad de deposición de la soldadura es alta. Las condiciones
de trabajo mejoran mucho en comparación con otros sistemas de soldadura de
arco, puesto que el fluido oculta el arco y, así, casi no se produce ningún
humo. Este sistema es usado comúnmente en la industria, especialmente para
productos grandes y en la fabricación de recipientes de presión soldados.22
Otros procesos de soldadura de arco incluyen la soldadura de hidrógeno atómico,
la soldadura de arco de carbono, la soldadura de electroescoria, la soldadura
por electrogas, y la soldadura de arco de perno.
Soldadura por resistencia La soldadura por puntos es un
popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal
solapadas de hasta 3mm de grosor. Dos electrodos son usados simultáneamente
para sujetar juntas las hojas de metal y para hacer pasar corriente a través de
las mismas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía,
una limitada deformación de la pieza de trabajo, altas velocidades de
producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de
relleno. La fuerza de dicha soldadura es sensiblemente más baja que las de
otros métodos de soldadura, restrigiendo el sistema a ciertas aplicaciones. Es
usada extensivamente en la industria del automóvil. Los vehículos ordinarios
puede llevar varios miles de puntos de soldadura hechos por robots
industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usado
para los puntos de soldadura del acero inoxidable.
Soldadura a gas:
Soldadura a gas de una armadura de acero usando el
proceso de oxiacetileno.
El proceso más común de soldadura a gas es la soldadura
oxiacetilénica, también conocida como soldadura autógena o soldadura
oxi-combustible. Es uno de los más viejos y más versátiles procesos de
soldadura, pero en años recientes ha llegado a ser menos popular en aplicaciones
industriales. Todavía es usada extensamente para soldar tuberías y tubos, como
también para trabajo de reparación. El equipo es relativamente barato y simple,
generalmente empleando la combustión del acetileno en oxígeno para producir una
temperatura de la llama de soldadura de cerca de 3100 °C. Puesto que la llama
es menos concentrada que un arco eléctrico, causa un enfriamiento más lento de
la soldadura, que puede conducir a mayores tensiones residuales y distorsión de
soldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleación. Un proceso
similar, generalmente llamado corte de oxicombustible, es usado para cortar los
metales.5 Otros métodos de la soldadura a gas, tales como soldadura de
acetileno y aire, soldadura de hidrógeno y oxígeno, y soldadura de gas a
presiónson muy similares, generalmente diferenciándose solamente en el tipo de
gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura de
precisión de artículos como joyería. La soldadura a gas también es usada en la
soldadura de plástico, aunque la sustancia calentada es el aire, y las
temperaturas son mucho más bajas.
Soldadura por resistencia
La soldadura por resistencia implica la generación de
calor al atravesar la corriente eléctrica dos o más superficies de metal. Se
forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que
la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) traspasa el metal. En general, los
métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca
contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo
puede ser alto.
Soldador de punto.
La soldadura por puntos es un popular método de soldadura
por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mm de
grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de
metal juntas y para pasar la corriente a través de ellas. Las ventajas del
método incluyen el uso eficiente de la energía, una limitada deformación de la
pieza de trabajo, altas velocidades de producción, fácil automatización, y el
no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es
perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el
proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada
extensivamente en la industria de automóviles -- Los coches ordinarios puede
tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso
especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de
soldadura del acero inoxidable.
Como la soldadura de punto, la soldadura de costura
confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar
hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con
forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo,
haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso
fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más
limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de
destello, la soldadura de proyección, y la soldadura de volcado.
Soldadura por rayo de energía
Los métodos de soldadura por rayo de energía, llamados
soldadura por rayo láser y soldadura con rayo de electrones, son procesos
relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en
aplicaciones de alta producción. Los dos procesos son muy similares,
diferenciándose más notablemente en su fuente de energía. La soldadura de rayo
láser emplea un rayo láser altamente enfocado, mientras que la soldadura de
rayo de electrones es hecha en un vacío y usa un haz de electrones. Ambas
tienen una muy alta densidad de energía, haciendo posible la penetración de
soldadura profunda y minimizando el tamaño del área de la soldadura. Ambos
procesos son extremadamente rápidos, y son fáciles de automatizar, haciéndolos
altamente productivos. Las desventajas primarias son sus muy altos costos de
equipo (aunque éstos están disminuyendo) y una susceptibilidad al
agrietamiento. Los desarrollos en esta área incluyen la soldadura de láser
híbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo láser y de la soldadura
de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.
Tipos comunes de juntas de soldadura:
(1) La junta de extremo cuadrado
(2) Junta de preparación solo-V
(3) Junta de regazo o traslape
(4) Junta-T.
Las soldaduras pueden ser preparadas geométricamente de
muchas maneras diferentes. Los cinco tipos básicos de juntas de soldadura son
la junta de extremo, la junta de regazo, la junta de esquina, la junta de
borde, y la junta-T. Existen otras variaciones, como por ejemplo la preparación
de juntas doble-V, caracterizadas por las dos piezas de material cada una que
afilándose a un solo punto central en la mitad de su altura. La preparación de
juntas solo-U y doble-U son también bastante comunes —en lugar de tener bordes
rectos como la preparación de juntas solo-V y doble-V, ellas son curvadas,
teniendo la forma de una U. Las juntas de regazo también son comúnmente más que
dos piezas gruesas —dependiendo del proceso usado y del grosor del material,
muchas piezas pueden ser soldadas juntas en una geometría de junta de regazo.
A menudo, ciertos procesos de soldadura usan
exclusivamente o casi exclusivamente diseños de junta particulares. Por
ejemplo, la soldadura de punto de resistencia, la soldadura de rayo láser, y la
soldadura de rayo de electrones son realizadas más frecuentemente con juntas de
regazo. Sin embargo, algunos métodos de soldadura, como la soldadura por arco
de metal blindado, son extremadamente versátiles y pueden soldar virtualmente
cualquier tipo de junta. Adicionalmente, algunos procesos pueden ser usados
para hacer soldaduras multipasos, en las que se permite enfriar una soldadura,
y entonces otra soldadura es realizada encima de la primera. Esto permite, por
ejemplo, la soldadura de secciones gruesas dispuestas en una preparación de
junta solo-V.
La sección cruzada de una junta de extremo soldado, con
el gris más oscuro representando la zona de la soldadura o la fusión, el gris
medio la zona afectada por el calor ZAT, y el gris más claro el material base.
Después de soldar, un número de distintas regiones pueden
ser identificadas en el área de la soldadura. La soldadura en sí misma es
llamada la zona de fusión —más específicamente, ésta es donde el metal de
relleno fue puesto durante el proceso de la soldadura. Las propiedades de la
zona de fusión dependen primariamente del metal de relleno usado, y su
compatibilidad con los materiales base. Es rodeada por la zona afectada de
calor, el área que tuvo su microestructura y propiedades alteradas por la
soldadura. Estas propiedades dependen del comportamiento del material base
cuando está sujeto al calor. El metal en esta área es con frecuencia más débil
que el material base y la zona de fusión, y es también donde son encontradas
las tensiones residuales.
Calidad:
Muy a menudo, la medida principal usada para juzgar la
calidad de una soldadura es su fortaleza y la fortaleza del material alrededor
de ella. Muchos factores distintos influyen en esto, incluyendo el método de
soldadura, la cantidad y la concentración de la entrada de calor, el material
base, el material de relleno, el material fundente, el diseño del empalme, y
las interacciones entre todos estos factores. Para probar la calidad de una
soldadura se usan tanto ensayos no destructivos como ensayos destructivos, para
verificar que las soldaduras están libres de defectos, tienen niveles
aceptables de tensiones y distorsión residuales, y tienen propiedades
aceptables de zona afectada por el calor (HAZ). Existen códigos y
especificaciones de soldadura para guiar a los soldadores en técnicas
apropiadas de soldadura y en cómo juzgar la calidad éstas.
Zona afectada térmicamente:
El área azul resulta de la oxidación en una temperatura
correspondiente a 316 °C. Esto es una manera precisa de identificar la
temperatura, pero no representa el ancho de la zona afectada térmicamente
(ZAT). La ZAT es el área estrecha que inmediatamente rodea el metal base
soldado.
Los efectos de soldar pueden ser perjudiciales en el
material rodeando la soldadura. Dependiendo de los materiales usados y la
entrada de calor del proceso de soldadura usado, la zona afectada térmicamente
(ZAT) puede variar en tamaño y fortaleza.
La difusividad térmica del material
base es muy importante - si la difusividad es alta, la velocidad de
enfriamiento del material es alta y la ZAT es relativamente pequeña.
Inversamente, una difusividad baja conduce a un enfriamiento más lento y a una
ZAT más grande. La cantidad de calor inyectada por el proceso de soldadura
también desempeña un papel importante, pues los procesos como la soldadura
oxiacetilénica tienen una entrada de calor no concentrado y aumentan el tamaño
de la zona afectada. Los procesos como la soldadura por rayo láser tienen una
cantidad altamente concentrada y limitada de calor, resultando una ZAT pequeña.
La soldadura de arco cae entre estos dos extremos, con los procesos
individuales variando algo en entrada de calor.28 29 Para calcular el calor para
los procedimientos de soldadura de arco, puede ser usada la siguiente fórmula:
en donde
Q = entrada de calor (kJ/mm),
V = voltaje (V),
I = corriente (A), y
S = velocidad de la soldadura (mm/min)
El rendimiento depende del proceso de soldadura usado, con
la soldadura de arco de metal revestido teniendo un valor de 0,75, la soldadura
por arco metálico con gas y la soldadura de arco sumergido, 0,9, y la soldadura
de arco de gas tungsteno, 0,8.30
Distorsión y agrietamiento
Los métodos de soldadura que implican derretir el metal
en el sitio del empalme son necesariamente propensos a lacontracción a medida
que el metal calentado se enfría. A su vez, la contracción puede introducir
tensiones residuales y tanto distorsión longitudinal como rotatoria. La distorsión
puede plantear un problema importante, puesto que el producto final no tiene la
forma deseada. Para aliviar la distorsión rotatoria, las piezas de trabajo
pueden ser compensadas, de modo que la soldadura dé lugar a una pieza
correctamente formada.
Otros métodos de limitar la distorsión, como afianzar
en el lugar las piezas de trabajo con abrazaderas, causa la acumulación de la
tensión residual en la zona afectada térmicamente del material base. Estas
tensiones pueden reducir la fuerza del material base, y pueden conducir a la
falla catastrófica por agrietamiento frío, como en el caso de varias de las
naves Liberty. El agrietamiento en frío está limitado a los aceros, y está
asociado a la formación del martensita mientras que la soldadura se enfría. El
agrietamiento ocurre en la zona afectada térmicamente del material base. Para
reducir la cantidad de distorsión y estrés residual, la cantidad de entrada de
calor debe ser limitada, y la secuencia de soldadura usada no debe ser de un
extremo directamente al otro, sino algo en segmentos. El otro tipo de
agrietamiento, el agrietamiento en caliente o agrietamiento de solidificación,
puede ocurrir en todos los metales, y sucede en la zona de fusión de la
soldadura. Para disminuir la probabilidad de este tipo de agrietamiento, debe
ser evitado el exceso de material restringido, y debe ser usado un material de
relleno apropiado.
Soldabilidad
La calidad de una soldadura también depende de la
combinación de los materiales usados para el material base y el material de
relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los
metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables. Hay que tener
en cuenta el 60% del espesor base menor de las placas a unir para uso de uno de
los catetos de la soldadura.
Aceros
La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a
una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la
probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o
calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores
cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor
templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las
aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida
conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las
soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a
un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como
el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es
por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se
eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación
decrece.33 La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación
es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del
material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación
fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los
años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena
resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.34
Debido a su alto contenido de cromo, los aceros
inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con
respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables
tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la
distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas
aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una
reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de
ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el
problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene
una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como
los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables,
y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.
Aluminio
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía
significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada.
Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para
combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para
reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de
temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el
agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material
base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño
del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de
relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento
caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la
soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas
sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido
a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al
hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.
Condiciones inusuales
Aunque muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a
cabo en ambientes controlados como fábricas y talleres de reparaciones, algunos
procesos de soldadura se usan con frecuencia en una amplia variedad de
condiciones, como al aire abierto, bajo el agua y en vacíos (como en el
espacio). En usos al aire libre, tales como la construcción y la reparación en
exteriores, la soldadura de arco de metal blindado es el proceso más común. Los
procesos que emplean gases inertes para proteger la soldadura no pueden usarse
fácilmente en tales situaciones, porque los movimientos atmosféricos
impredecibles pueden dar lugar a una soldadura fallida. La soldadura de arco de
metal blindado a menudo también es usada en la soldadura subacuática en la
construcción y la reparación de naves, plataformas costa afuera, y tuberías,
pero también otras son comunes, tales como la soldadura de arco con núcleo de
fundente y soldadura de arco de tungsteno y gas. Es también posible soldar en
el espacio, fue intentado por primera vez en 1969 por cosmonautas rusos, cuando
realizaron experimentos para probar la soldadura de arco de metal blindado, la
soldadura de arco de plasma, y la soldadura de haz de electrones en un ambiente
despresurizado. Se hicieron pruebas adicionales de estos métodos en las
siguientes décadas, y hoy en día los investigadores continúan desarrollando
métodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como la soldadura
de rayo láser, soldadura por resistencia, y soldadura por fricción. Los avances
en estas áreas podrían probar ser indispensables para proyectos como la
construcción de la Estación Espacial Internacional, que probablemente utilizará
profusamente la soldadura para unir en el espacio las partes manufacturadas en
la Tierra.
Seguridad
La soldadura sin las precauciones apropiadas puede ser
una práctica peligrosa y dañina para la salud. Sin embargo, con el uso de la
nueva tecnología y la protección apropiada, los riesgos de lesión o muerte
asociados a la soldadura pueden ser prácticamente eliminados. El riesgo de quemaduras
o electrocución es significativo debido a que muchos procedimientos comunes de
soldadura implican un arco eléctrico o flama abiertos. Para prevenirlas, las
personas que sueldan deben utilizar ropa de protección, como calzado
homologado, guantes de cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas
para evitar la exposición a las chispas, el calor y las posibles llamas.
Además, la exposición al brillo del área de la soldadura produce una lesión
llamada ojo de arco (queratitis) por efecto de la luz ultravioleta que inflama
la córnea y puede quemar las retinas. Las gafas protectoras y los cascos y
caretas de soldar con filtros de cristal oscuro se usan para prevenir esta
exposición, y en años recientes se han comercializado nuevos modelos de cascos
en los que el filtro de cristal es transparente y permite ver el área de
trabajo cuando no hay radiación UV, pero se auto oscurece en cuanto esta se
produce al iniciarse la soldadura. Para proteger a los espectadores, la ley de
seguridad en el trabajo exige que se utilicen mamparas o cortinas translúcidas
que rodeen el área de soldadura. Estas cortinas, hechas de una película
plástica decloruro de polivinilo, protegen a los trabajadores cercanos de la
exposición a la luz UV del arco eléctrico, pero no deben ser usadas para
reemplazar el filtro de cristal usado en los cascos y caretas del soldador.38
A menudo, los soldadores también se exponen a gases
peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire. Los procesos como la
soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado
producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos
casos pueden producir cuadros médicos como el llamado fiebre del vapor
metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en la toxicidad de
los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor.
Además, muchos procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de
carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilación
y la protección apropiados. Para este tipo de trabajos, se suele llevar
mascarilla para partículas de clasificación FFP3, o bien mascarilla para
soldadura. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de
soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones
comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener
los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.
Costos y tendencias
Como en cualquier proceso industrial, el coste de la soldadura
juega un papel crucial en las decisiones de la producción. Muchas variables
diferentes afectan el costo total, incluyendo el costo del equipo, el costo de
la mano de obra, el costo del material, y el costo de la energía eléctrica.
Dependiendo del proceso, el costo del equipo puede variar, desde barato para
métodos como la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de
oxicombustible, a extremadamente costoso para métodos como la soldadura de rayo
láser y la soldadura de haz de electrones. Debido a su alto costo, éstas son
solamente usadas en operaciones de alta producción. Similarmente, debido a que
la automatización y los robots aumentan los costos del equipo, solamente son
implementados cuando es necesaria la alta producción. El costo de la mano de
obra depende de la velocidad de deposición (la velocidad de soldadura), del
salario por hora y del tiempo total de operación, incluyendo el tiempo de
soldar y del manejo de la pieza. El costo de los materiales incluye el costo
del material base y de relleno y el costo de los gases de protección.
Finalmente, el costo de la energía depende del tiempo del arco y la consumo de
energía de la soldadura.
Para los métodos manuales de soldadura, los costos de
trabajo generalmente son la vasta mayoría del costo total. Como resultado,
muchas medidas de ahorro de costo se enfocan en la reducción al mínimo del
tiempo de operación. Para hacer esto, pueden seleccionarse procedimientos de
soldadura con altas velocidades de deposición y los parámetros de soldadura pueden
ajustarse para aumentar la velocidad de la soldadura. La mecanización y la
automatización son frecuentemente implementadas para reducir los costos de
trabajo, pero, a menudo, con ésta aumenta el costo de equipo y crea tiempo
adicional de disposición. Los costos de los materiales tienden a incrementarse
cuando son necesarias propiedades especiales en ellos y los costos de la
energía normalmente no suman más que un porcentaje del costo total de la
soldadura.39
En años recientes, para reducir al mínimo los costos de
trabajo en la manufactura de alta producción, la soldadura industrial se ha
vuelto cada vez más automatizada, sobre todo con el uso de robots en la
soldadura de punto de resistencia (especialmente en la industria del automóvil)
y en la soldadura de arco. En la soldadura robotizada, unos dispositivos
mecánicos sostienen el material y realizan la soldadura,40 y al principio, la
soldadura de punto fue su uso más común. Pero la soldadura de arco robótica ha
incrementado su popularidad a medida que la tecnología ha avanzado. Otras áreas
clave de investigación y desarrollo incluyen la soldadura de materiales
distintos (como por ejemplo, acero y aluminio) y los nuevos procesos de
soldadura. Además, se desea progresar en que métodos especializados como la
soldadura de rayo láser sean prácticos para más aplicaciones, por ejemplo en
las industrias aeroespaciales y del automóvil. Los investigadores también
tienen la esperanza de entender mejor las frecuentes propiedades impredecibles
de las soldaduras, especialmente la microestructura, las tensiones residuales y
la tendencia de una soldadura a agrietarse o deformarse.
SÍMBOLOS DE SOLDADURA Y DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVO.
SIMBOLOS DE SOL SIMBOLOS
DE SOLDADURA Y DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
1.0
GENERALIDADES
Para reducir la
excesiva cantidad de información contenida en los documentos y dibujos se han
desarrollado LOS SIMBOLOS DE LA SOLDADURA, que reemplazan palabras
escritas y detalles gráficos, para poder presentar la información de una manera
clara y abreviada
Los símbolos,
esquematizados en los dibujos de Ingeniería, proporcionan la manera de
interpretar la información de la soldadura que se aplicará en un determinado
proceso
Los símbolos
usados en esta presentación son ilustrativos. Ellos buscan facilitar una
comunicación efectiva entre diseñadores, suministradores y fabricantes de
piezas soldadas.
Las usuales
limitaciones incluidas en las especificaciones, códigos y diseños
están más allá del alcance de esta presentación
Los simbología,
acá presentada, es la adoptada por la AWS .(American Welding
Society). Esta presentación es consistente con la Norma
Internacional Standard: ISO 2553
La proyección de
los esquemas es consistente con el sistema de proyección ASA; sistema de
proyección del tercer cuadrante
1.1 Sistemas
de Unidades
El sistema métrico
o inglés se puede considerar como estándar para dibujar estos símbolos.
No se puede
usar un sistema dual de unidades en una representación simbólica de soldadura.
Lo que si se puede hacer, en caso de considerarlo conveniente, es incluir en el
dibujo tablas de conversión de unidades. (ANSI Y14 Drafting Manual y AWS A2.3-75 Metric
practice (SI) Guide for the Welding Industry)
1.2
Tipos básicos de juntas a soldar
Fig.
1 Juntas básicas a soldar
2.0 SÍMBOLOS
DE LA SOLDADURA
La
Sociedad Americana de la Soldadura (AWS), ha
desarrollado un Estándar que describe los símbolos usados para la soldadura ws.
El Standard
de la AWS que se expone en esta presentación: AWS A2.4,
“Símbolos para la Soldadura y Ensayos no Destructivos” , detalla
todos los requisitos para representar estos símbolos.
2.1 Representación
de Símbolos básicos
Describen como
será la configuración de la soldadura; es decir, se refiere al tipo y forma de
la soldadura que se aplicará en determinado proceso
Fig.
2.1 Símbolos básicos de la soldadura (Weld
Symbols)
2.2 Representación
de Símbolos suplementarios
Son símbolos
adicionales que son empleados para adicionar información importante a tener en
cuenta al aplicar la soldadura
Fig.
2.2 Símbolos suplementarios de soldadura
2.3 Términos
acompañantes de los símbolos
- Línea de referencia: Posición horizontal
- Flechas
- Símbolos básicos de soldadura, indica el tipo de soldadura
- Dimensiones de la soldadura y otros datos
- Símbolos suplementarios
- Símbolos de acabado
- Cola de la línea de referencia
- Especificaciones, procesos y otras referencias
2.4 Línea
de referencia para ubicar símbolos
Los símbolos
básicos y suplementarios junto con la demás información necesaria para aplicar
la soldadura, se ubican alrededor de: LINEA DE REFERENCIA STANDARD. Ver la
siguiente figura:
Fig.
2.3 Ubicación Estándar de los símbolos en el dibujo (Welding
Symbols)
No todos los
elementos son necesarios utilizarlos a no ser que, se requieran para facilitar
la interpretación. En la Fig. 3 se
muestra la ubicación Standard de dichos elementos
La cola del
símbolo es usado para designar los procesos de soldadura y corte,
especificaciones, procedimientos o información suplementaria que indica como se
debe de hacer la soldadura etc.
Las anotaciones
ubicadas en la cola del símbolo dan la información establecida por cada usuario
o compañía en particular. Si la información no se utiliza, entonces la cola y
su información se pueden omitir.
En la práctica
muchas compañías utilizan unos pocos
símbolos, dependiendo de sus aplicaciones particulares, entonces
proceden a seleccionar solo los que necesitan.
2.4 Línea
de referencia para ubicar símbolos
Los símbolos
básicos y suplementarios junto con la demás información necesaria para aplicar
la soldadura, se ubican alrededor de: LINEA DE REFERENCIA STANDARD.
Ver la siguiente figura:
2.4.1 Significado
de la flecha de la línea de referencia
La flecha conecta
a la línea de referencia y sus símbolos con la junta a soldar. Es
necesario identificar e interpretar claramente los términos:
❖ Lado
de la flecha
❖ Otro
lado de la flecha
❖ Ambos
lados de la flecha
La flecha señala
el centro del cordón de soldadura
Fig.
2.4 Ubicación de la línea referencia y junta a soldar
Fig.
2.5 Ubicación de la flecha con respecto al cordón de soldadura
2.4.2
Ubicación de la soldadura en la junta, según posición del símbolo en línea de
referencia
La soldadura se
aplicará al lado del punto de contacto de la flecha si el símbolo de
soldadura esta en la parte inferior de la línea de referencia.
Fig.
2.6 Soldadura en la zona de punto de contacto de la flecha
La soldadura se
aplicará al lado opuesto del punto de contacto de la flecha si el
símbolo de soldadura esta en la parte superior de la línea de referencia.
Fig.
2.7 Soldadura en la zona opuesta del punto de contacto de la
flecha
La soldadura se
aplicará en ambos lados, de la unión, cuando los símbolos aparecen en ambos
lados de la línea horizontal de referencia.
Si la línea de
referencia horizontal tiene símbolos en ambos lados, un símbolo puede ser
distinto al otro, o sea, las dos soldaduras tendrán formas distintas
Fig.
2.8 Soldadura en ambas zonas: en la de contacto de la
flecha y en la opuesta
2.4.3
Información ubicada en la cola de la línea de referencia
La cola, de la
línea de referencia, es utilizada para ubicar información como:
❖ Procedimientos
❖ Tipo
de proceso
❖ Especificaciones
❖ Tipo
de metal de aporte
❖ Necesidad
de limpieza de la raíz
❖ Referencia
a otros detalles del plano
❖ Etc.
Fig.
2.9 Localización de especificaciones, procesos y otras referencias
de la soldadura)
En los cuadros
siguientes, se muestran las diferentes letras que identifican los procesos con
sus variaciones que se deben colocar en la cola de la línea, según el caso
especifico
Fig.
2.10 Cuadro para la identificación de algunos procesos de
soldadura
Se puede omitir la
cola de la línea de referencia cuando no es necesario mostrar las letras de las
especificaciones y/o del proceso
Fig.
2.11 Línea de referencia sin cola
3.0 DESCRIPCIÓN
DE SÍMBOLOS SUPLEMENTARIOS
3.1 Símbolo
de soldadura de respaldo
Se aplica en
numerosos tipos de soldadura para describir que la penetración va más allá de
la superficie de respaldo de la unión. El símbolo de refuerzo siempre aparece
relleno de negro. El relleno puede ir dimensionado a la izquierda del símbolo
Fig.
3.1 Símbolos de refuerzo de la soldadura
Es la soldadura
que se realiza en el punto de instalación de la pieza.
No en el taller de
fabricación
Fig.
3.2 Soldadura en obra (Soldadura de campo)
3.3 Soldadura
de contorno
La soldadura se
aplica alrededor de la pieza.
Ver figura siguiente
Fig.
3.3 Ejemplos de soldaduras de contorno
3.4 Línea
de referencia quebrada
Las línea de
referencia quebrada (ver Fig. siguiente), Indica que la junta que se debe
preparar (biselar, achaflanar, etc.), es la señalada en la dirección
de la flecha
Fig.
3.4 Significado de la línea de referencia quebrada
4.0
CONSTRUCCION DE LOS SIMBOLOS
A continuación se
describe la construcción de los símbolos: Filetes, biseles, Chaflanes en V,
chaflanes en J o ensanchados etc.
4.1 Perpendicularidad
línea símbolo-línea de referencia
La línea del
símbolo, perpendicular a la línea de referencia, se coloca a la
izquierda independiente del sentido de la flecha.
Fig.
4.1. Línea del símbolo perpendicular a la línea de referencia va a
la izquierda
4.2 ubicación
de la información acerca de los símbolos
La información,
acerca de los símbolos de soldadura, se debe colocar a lo largo de
la línea de referencia para ser leídos de izquierda a derecha
Fig. 4.2:
Ubicación de la información sobre símbolos
4.3 Combinación
de símbolos
La combinación se
hace, en una sola línea de referencia, cuando se aplica más de una soldadura
Fig.
4.3 Combinación en una línea de referencia
A continuación se
muestra un ejemplo de combinación de símbolos con aplicaciones de línea de
referencia quebrada.
Fig.
4.4 Aplicación línea referencia quebrada-combinación de símbolos
4.4 Penetración
de la soldadura
La
sigla “ CP ”, indica penetración completa, independiente del tipo de
junta o de tipo de soldadura
Fig.
4.5 Penetración completa de la soldadura
4.5 Tipos
especiales de soldadura:
En este caso
la información a lo largo de la línea puede indicar que se remita a un dibujo
específico en otro lugar del mismo o de otro plano
Fig.
4.6 Designación de un tipo especial de soldadura
4.6 Múltiples
líneas de referencia
Se utilizan
para señalar secuencia de operaciones
Fig.
4.7 Líneas múltiples para secuencia de operaciones
4.7
Ubicación de la Información suplementaria
Se usa
líneas de referencia adicional para ubicar información suplementaria. Ejemplo:
Alguna simbología sobre ensayos y pruebas de soldadura se puede ubicar en una
segunda o tercera línea
Fig.
4.8 Presentación de información suplementaria
5.0 DIMENSIONAMIENTO
Y REPRESENTACION DE LA SOLDADURA
5.1 SOLDADURA
DE FILETE
5.1.1 Terminología
de una unión soldada en filete
Fig.
5.1 Partes de una soldadura de filete
Fig.
5.2 Soldadura de filete con fusión incompleta en la raíz
Fig.
5.3 Soldadura de filete convexo
Fig.
5.4 Soldadura de filete cóncavo
Fig.
5.5 Soldadura en filete con fusión incompleta
Fig.
5.6 Junta en T con apertura de raíz
5.1.2
Dimensiones de la soldadura de filete
Las medidas de
altura y ancho del filete se ubican a la izquierda del símbolo. La medida del
extremo izquierdo es la altura. La longitud del filete y la distancia entre
centros de intervalos de soldadura se colocan a la derecha del
símbolo. La primera medida, de la derecha del símbolo, corresponde a la
longitud del filete; luego, va un guión que separa la medida entre centros de
intervalos.
Una práctica común
es la aplicación de soldadura en intervalos intermitentes, en lugar de
continua, para disminuir la tensión y la distorsión entre los materiales. Así
mismo, para ahorrar material y tiempo en la aplicación de la soldadura
Si a la derecha no
hay dimensión, implica que la soldadura es continua a lo largo de toda la unión
Fig.
5.7 Dimensiones de soldaduras en filete: 2D
Fig.
5.8 Dimensiones de soldaduras en filete: 3D
Fig.
5.9 Soldaduras en filete: Por intervalos continuos e intermitentes
5.1.3
Ubicación de las medidas: Si las dimensiones y características del filete
es la misma en todas las piezas del dibujo, no es necesario colocar símbolos en
cada soldadura. Mejor se coloca un solo símbolo con una nota general para todas
las soldaduras del dibujo. En caso contrario, cada soldadura debe acompañarse
de su símbolo con sus respectivas dimensiones
Fig.
5.10 Representación de las medidas en pulgadas
5.1.4
Unidades de las medidas:Si los filetes de ambos lados tienen la
misma dimensión, ambos deben ser dimensionados. Las unidades pueden ser
pulgadas o milímetros, según las unidades a utilizar en el dibujo
Fig.
5.11 Filetes opuestos con dimensiones iguales o distintas
5.1.5
Designación de tamaños de filetes: Si el tamaño de los filetes
es igual o desigual, siempre se deben colocar las dimensiones en ambos lados
Fig.
5.12 Representación de tamaños y longitud de los filetes
5.1.6 Dirección de
la soldadura: La dirección y ubicaciones de los cordones localizados de la
soldadura se especifican con esquemas
Fig. 5.13
Señalización de la localización definida y/o aproximada del cordón
5.1.7
Soldadura de filete con penetración en ranura y en agujeros
Fig.
5.14 Soldadura de filete en ranuras y agujeros
5.1.8
No. Filetes: Representación de filete doble para una junta o doble filete
para dos juntas
Fig.
5.15 Filete doble para una o dos juntas
5.1.9
Representación de la forma de acabado de superficie:Representación del contorno
o forma de acabado del filete: Convexo, cóncavo, liso etc.
Fig.
5.16 Forma de acabado de las superficies de los filetes
5.1.10 Preparación
de acabado: La operación a realizar para dar el acabado se representa con
una letra que significa maquinado, martillado, etc.
Fig.
5.17 Representación de acabado del filete
5.2
SOLDADURA DE TAPON
Este tipo de
uniones se realiza en elementos traslapados por llenado de agujeros de miembro
superior conectado a un miembro de respaldo.
Fig.
5.18 Aplicación de simbología en soldadura tapón
Fig.
5.19 Simbología con dimensiones en la soldadura tapón
5.2.1
Ubicación de la soldadura: Lado de aplicación de la soldadura
según la posición del símbolo en la línea de referencia
Fig.
5.20 Lado de la aplicación, según el caso
A la izquierda se
señala el diámetro de la soldadura, a la derecha la distancia entre centros,
adentro el espesor del tapón, en el centro y afuera el ángulo de inclinación de
la pared del tapón
Fig.
5.21 Dimensiones y ángulos de inclinación de la pared del
agujero
5.2.2 Tipo
de acabado: Hace referencia al tipo forma en que se realizará el acabado
para la presentación final de la soldadura
Fig.
5.22 Acabado de la soldadura: A ras, Sin maquinar
o maquinado
5.3 SOLDADURA
DE MUESCA
Su representación
y características son muy similares a la soldadura de tapón circular. Solo
cambia la forma del agujero
Fig.
5.23 Aplicación de símbolos en soldadura de muesca
Fig.
5.24 Dimensionamiento de la soldadura de muesca
5.3.1
Simbología y dimensiones:
Generalmente solo se señala el espesor de la
soldadura. El ancho y largo de la muesca se muestra en dibujo de detalle,referenciado
en la cola de la línea
Fig.
5.25 Soldadura aplicada en ambos lados, según el caso
Fig.
5.26 Designación de las dimensiones de soldadura de muesca
5.3.2
Tipo de acabado: Presentación de los símbolos que denotan acabado de
superficie
Fig.
5.27 Acabado de la soldadura: A ras, sin maquinar o maquinado
5.4
SOLDADURA DE PUNTO
Representación de
la soldadura de punto. El punto puede tener dimensiones.
A cambio de la
dimensión, se acostumbra colocar el valor mínimo de resistencia al
corte que debe soportar el punto de soldadura
Fig.
5.28 Dimensionamiento de la soldadura de punto
5.4.1 Dimensiones: Similar
a los casos anteriores. Las dimensiones o valores de resistencia, de la
soldadura, se ubican a la izquierda del símbolo. A la derecha, se colocan las
longitudes de espacios entre puntos
Fig.
5.29 Dimensiones de soldadura de punto
5.4.2
Resistencia de la soldadura: En lugar de medidas se puede colocar la
capacidad de la resistencia al corte del punto
Fig.
5.30 Dimensiones o valor de la resistencia del punto
5.4.3
Tipo de acabado de superficies: Designación del tipo de acabado y cantidad
de puntos de soldadura a ubicar en la pieza
Fig.
5.31 Tipo de acabado y número de puntos de soldadura
5.5 SODADURA
DE COSTURA
El
dimensionamiento de soldaduras de costura es muy similar al de la soldadura de
punto
Fig.
5.32 Aplicación de símbolos en soldadura de costura
Fig.
5.33 Dimensiones en soldadura de costura
5.5.1
Dimensionamiento y otros detalles: El dimensionamiento y los detalles de
la soldadura de costura siguen el mismo orden presentado en los casos
anteriores: A la izquierda, va el ancho, la primera medida de la derecha
corresponde a la longitud del cordón y la última medida corresponde al paso.
El ancho de la
costura puede ir designado en fracciones decimales de pulgada o, de milímetros
Fig. 5.34 Ancho,
longitud y paso en la soldadura de costura
5.5.2 Resistencia: La
resistencia de la soldadura se expresa en lib./pul o Nw/mm y se ubica a la
izquierda del símbolo
Fig.
5.35 Ubicación de la resistencia o longitud del cordón de
la soldadura
5.5.3
Orientación de la soldadura: Si se requiere una orientación especial del
cordón, esta debe ser señalada en un dibujo especifico
Fig.
5.36 Orientación de la soldadura de costura
5.5.4 Paso
y tipo de acabado de superficie: El paso es la distancia entre centros de
los cordones
Fig.
5.37 Longitud, espaciado (paso) y tipo de acabado del cordón
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