Socavación de la soldadura: causas, prevención, medición y reparación.

La socavación en la soldadura es un defecto común que se forma a lo largo de la raíz o el cordón de soldadura. Aunque pueda parecer una pequeña ranura, una socavación excesiva puede reducir la sección efectiva del metal base y generar una concentración de tensiones localizada.

La mayoría de los problemas de socavación en la soldadura están relacionados con el aporte térmico, la velocidad de avance, la longitud del arco, el ángulo de la antorcha y la deposición del material de aporte. Un control de proceso estable también es fundamental. Los sistemas de soldadura láser Dynalasers proporcionan un aporte térmico concentrado y parámetros consistentes que ayudan a reducir la socavación en la soldadura cuando la junta y los ajustes están correctamente preparados.

¿Qué es el socavado en la soldadura?

¿Qué es una socavación en la soldadura? Es una ranura fundida en el metal base a lo largo del borde de una soldadura que no se ha rellenado completamente con metal de aportación. Generalmente se forma en la raíz de la soldadura, pero también puede aparecer cerca de ella.

Este defecto de soldadura por socavación se diferencia de un cordón de soldadura bajo porque parte del perfil original del metal base se ha fundido.

¿Qué aspecto tiene un socavado en una soldadura?

Una socavación en una soldadura suele aparecer como una depresión estrecha junto al cordón. Puede ser continua o limitarse a secciones cortas.

Un ejemplo típico de soldadura socavada puede mostrar:

• Una ranura junto a uno o ambos dedos de soldadura
• Una transición abrupta entre la soldadura y el metal base.
• Secciones más profundas cerca de los puntos de inicio, parada o pasos de remate

Un socavamiento poco profundo puede requerir mediciones en lugar de solo un juicio visual.

Tipos de socavado en la soldadura

El socavamiento se clasifica generalmente según el lugar donde se forma la ranura.

Corte inferior externo o en la punta del pie

La socavación externa se produce donde la cara visible de la soldadura se une al metal base. La socavación de la soldadura de filete puede ocurrir a lo largo de uno o ambos cordones de soldadura y normalmente es fácil de detectar visualmente.

Socavación interna o de raíz

En la soldadura, el socavamiento de la raíz se produce cerca de la base de la junta. Cuando el acceso a la parte posterior es limitado, puede resultar más difícil detectarlo y evaluarlo.

¿Qué causa la socavación en la soldadura?

Comprender las causas de la socavación en la soldadura es más útil que reducir automáticamente el amperaje. La socavación se produce cuando el borde de la soldadura se funde más rápido de lo que el baño de fusión puede rellenarlo.

Las principales causas de socavación en la soldadura incluyen:

El calor acumulado suele pasarse por alto. Una pasada de raíz y relleno puede parecer aceptable, pero la capa superior presenta socavación debido a que la pieza ya está caliente. En este caso, reducir la corriente en las pasadas posteriores o controlar la temperatura entre pasadas puede ser más efectivo que tratar el problema como un ajuste fijo de la máquina.

¿Por qué es perjudicial el socavado para una soldadura?

La gravedad de la socavación de la soldadura depende de su profundidad, longitud, ubicación, condiciones de carga y la norma aplicable. Una ranura poco profunda no implica automáticamente que la soldadura sea inaceptable.

Un socavado más profundo reduce el espesor local del material y crea una transición abrupta que concentra la tensión. Esto cobra mayor importancia en piezas expuestas a vibraciones, cargas cíclicas o fatiga.

Cómo medir el socavado de la soldadura

La inspección visual puede localizar la discontinuidad de la soldadura , pero una evaluación adecuada normalmente requiere comprobar su ubicación, longitud y profundidad.

Compruebe la ubicación y la longitud.

Identifique si la socavación se produce en la punta o en la raíz, si es continua o intermitente, y si afecta a uno o ambos lados de la soldadura. Algunos criterios de aceptación consideran tanto la longitud afectada como la profundidad máxima.

Mida la profundidad del socavado.

Se puede utilizar un calibre de socavación de soldadura , un calibre de leva de puente o una herramienta de inspección similar para medir desde la superficie adyacente del metal base hasta la parte más profunda de la ranura.

Para medir el socavado en la soldadura , la profundidad suele ser más importante que el ancho de la ranura a la hora de determinar la aceptabilidad.

¿Cuánta socavación es aceptable en la soldadura?

No existe un valor universal para la socavación admisible en la soldadura . La aceptación depende del código aplicable, el espesor del material, el tipo de junta, las condiciones de carga, la profundidad del defecto y la longitud afectada.

Los criterios de aceptación de socavación en la soldadura pueden provenir de AWS, ASME, ISO 5817, planos de ingeniería o requisitos específicos del proyecto. Por lo tanto, la cantidad de socavación permitida en una soldadura no debe responderse con un solo valor numérico a menos que se conozca la norma aplicable.

Antes de aceptar o reparar la soldadura, verifique la especificación aplicable, así como la profundidad y la longitud permitidas.

Cómo prevenir la socavación en la soldadura

La mejor manera de prevenir la socavación en la soldadura es solucionar los problemas en un orden lógico en lugar de cambiar varias configuraciones a la vez.

Comienza con calor y velocidad de viaje

Primero, compruebe la corriente o el voltaje, y luego la velocidad de avance. El calor excesivo puede erosionar el borde de la soldadura, mientras que moverse demasiado rápido puede dejar poco tiempo para que el material de aporte se distribuya uniformemente en la punta.

En soldaduras multipaso, también hay que tener en cuenta el calor acumulado en la pieza de trabajo.

Compruebe la longitud del arco y el ángulo de la antorcha.

Un arco demasiado largo o un ángulo de trabajo incorrecto pueden dirigir el calor excesivo hacia el borde de la soldadura. Mantener una posición constante de la antorcha es especialmente importante en las esquinas, al variar la separación de las juntas y en posiciones de soldadura difíciles.

Asegúrate de que el dedo del pie reciba suficiente relleno.

Reducir la corriente por sí sola podría no solucionar el problema. Es posible que el operario también deba disminuir ligeramente la velocidad, mejorar la colocación del material de aporte o reducir el movimiento oscilatorio excesivo para que el baño de fusión rellene adecuadamente el cordón de soldadura.

Para aplicaciones adecuadas, la soldadura láser ofrece una entrega de energía más concentrada y un menor aporte térmico total. Las máquinas de soldadura láser Dynalasers proporcionan un control de proceso estable y alimentación de alambre opcional, lo que ayuda a reducir las condiciones que pueden contribuir a la socavación durante la soldadura.

Socavación en soldadura MIG, TIG y con electrodo revestido

El defecto es similar en todos los métodos de soldadura, pero las causas comunes difieren.

Para la soldadura MIG , se deben considerar conjuntamente el voltaje y la velocidad de alimentación del alambre. La soldadura TIG depende en gran medida de la colocación del material de aporte, mientras que la soldadura con electrodo revestido suele beneficiarse de un control más preciso de la longitud del arco.

Cómo corregir la socavación en la soldadura

La forma de corregir una socavación en la soldadura depende, en primer lugar, de si el defecto supera los criterios de aceptación aplicables. Una ranura superficial aceptable no debe repararse automáticamente, ya que un retrabajo innecesario introduce otro ciclo térmico.

Cuándo se requiere reparar una soldadura socavada:

• Prepara y limpia la zona afectada.
• Retire el material inaceptable donde sea necesario.
• Corrija el problema del proceso original.
• Volver a soldar utilizando parámetros ajustados
• Inspeccione nuevamente el área reparada.

El simple hecho de añadir otra pasada sin corregir la entrada de calor, la velocidad de desplazamiento, el ángulo o la aplicación del material de relleno puede reproducir el defecto.

Para aplicaciones de precisión o de chapa fina, un proceso láser controlado también puede ayudar a reducir los defectos recurrentes en los bordes. Los sistemas Dynalasers proporcionan una soldadura estable con baja emisión de calor y pueden utilizar alimentación de alambre cuando se requiere material de aporte adicional.

Socavado vs. Relleno insuficiente vs. Falta de fusión

Estos defectos de soldadura pueden parecer similares, pero implican problemas diferentes.

En el caso de la soldadura por subllenado frente a la soldadura por socavación , la diferencia clave radica en el material faltante: el subllenado significa que se deposita una cantidad insuficiente de metal de soldadura, mientras que la soldadura por socavación elimina parte del metal base original.

Preguntas frecuentes sobre el socavado de soldadura

¿Puede una soldadura tener socavación en un solo lado?

Sí. El socavamiento unilateral puede ser consecuencia de un ángulo de trabajo desigual, un acceso limitado a la junta, una geometría asimétrica o un calor excesivo dirigido hacia una pared lateral.

¿Por qué a veces el Undercut aparece solo en el Cap Pass?

La pieza de trabajo puede estar caliente al momento de depositar la capa de recubrimiento. Si a esto se le suma una cantidad insuficiente de relleno en la base o una técnica de recubrimiento agresiva, se puede producir socavación incluso cuando las pasadas anteriores fueron aceptables.

¿Es posible realizar un corte socavado sin un amperaje excesivo?

Sí. Un desplazamiento rápido, un arco largo, un ángulo incorrecto de la antorcha, un movimiento excesivo o un relleno insuficiente pueden provocar socavaciones incluso cuando la corriente es razonable.

¿Es más grave la socavación en soldaduras sometidas a cargas de fatiga?

Es posible. La ranura crea una concentración de tensión localizada, que se acentúa bajo cargas repetidas o fluctuantes. La aceptación final debe ajustarse a la norma de diseño y soldadura aplicable.

Conclusión

La socavación en la soldadura generalmente se debe a la interacción del aporte de calor, la velocidad de avance, la longitud del arco, el ángulo de la antorcha, la deposición del material de aporte y la temperatura de la pieza de trabajo, en lugar de a un solo ajuste.

Los criterios correctos de medición y aceptación son tan importantes como la prevención. Para aplicaciones que requieren soldadura estable y de baja temperatura, los sistemas de soldadura láser Dynalaser pueden ayudar a reducir las condiciones que contribuyen a la socavación de la soldadura , si bien la configuración y la técnica adecuadas siguen siendo esenciales.