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Discontinuidades en soldaduras: 12 tipos comunes, causas e inspección.
Aprenda qué son las discontinuidades de soldadura, 12 tipos comunes, sus causas y soluciones, métodos de inspección y cuándo una discontinuidad se convierte en un defecto de soldadura.
Índice
Una soldadura no tiene por qué ser perfecta para pasar la inspección. Lo contrario también es cierto: un cordón liso y uniforme puede ocultar problemas subyacentes. Por ello, es mejor evaluar las discontinuidades de la soldadura según su naturaleza, su ubicación y si cumplen con los requisitos de la junta.
Esto aplica tanto a la soldadura por arco como a la soldadura láser. Los equipos Dynalaser permiten a los operarios controlar el proceso de soldadura, pero un buen equipo no sustituye el ajuste, la preparación, la técnica ni la inspección.
¿Qué es una discontinuidad de soldadura?
Una discontinuidad en la soldadura es una irregularidad o interrupción en la estructura o forma esperada de la unión soldada. Puede tratarse de un poro en el metal de soldadura, una zona sin fusionar a lo largo de una pared lateral, una grieta o, simplemente, un perfil de soldadura incorrecto.
Lo importante de la definición de discontinuidad en la soldadura es que una discontinuidad no es automáticamente un defecto. Las normas industriales distinguen entre una imperfección o discontinuidad y una que excede el límite de aceptación aplicable.
Discontinuidad de soldadura vs. defecto de soldadura
Esta distinción es importante en la práctica. Una discontinuidad indica que algo difiere de la soldadura ideal. Un defecto indica que la diferencia no es aceptable para ese trabajo.
Tipo | Discontinuidad de soldadura | |
Lo que describe | Una irregularidad en la soldadura | Una discontinuidad inaceptable |
¿Siempre rechazado? | No | Sí: |
¿Siempre reparado? | No | Normalmente requiere acción |
El juicio depende de | Tipo, tamaño, posición, distribución | Criterios de aceptación aplicables |
Por lo tanto, al hablar de defectos y discontinuidades en las soldaduras , evite asumir que cada poro visible o cambio de perfil significa que la soldadura ha fallado. Algunas normas, por ejemplo, permiten ciertas inclusiones o imperfecciones de penetración dentro de límites definidos, mientras que las grietas se tratan con mucha más rigurosidad.
¿Una soldadura faltante constituye una discontinuidad de soldadura?
Una soldadura faltante es algo diferente. Normalmente significa que una soldadura requerida por el plano o el símbolo de soldadura se omitió, se colocó incorrectamente o quedó incompleta. La mayoría de las discontinuidades de soldadura , en comparación, son irregularidades dentro o alrededor de una soldadura que sí está presente. Una soldadura faltante sigue siendo una no conformidad de fabricación, pero debe verificarse con el plano en lugar de tratarse como otra forma de porosidad o falta de fusión.
12 tipos comunes de discontinuidades en soldaduras
No existe una regla universal que establezca que hay exactamente 12 discontinuidades en la soldadura . Sin embargo, en el trabajo de taller, el siguiente grupo abarca muchas de las condiciones que se presentan repetidamente durante la soldadura y la inspección. Estas incluyen irregularidades planares, volumétricas y en la forma de la soldadura.
1. Porosidad
La porosidad es el gas atrapado en el metal de soldadura durante el proceso de solidificación. A veces se manifiesta como pequeños orificios superficiales. Otras veces es interna y solo se detecta durante la inspección. Los agujeros de gusano son una forma alargada del mismo problema.
¿Qué lo causa generalmente?
- material contaminado
- XNUMX- Cuantos trabajos generarias si utilizaras y vendieras la capacidad maxima de tu produccion?
- Mal blindaje
- Fugas de gas
- Revestimientos
- Baño de soldadura inestable
Qué hacer
- Comience con la limpieza y la protección antes de cambiar la configuración de la máquina.
- Compruebe el recorrido del gas
- Eliminar el aceite o la humedad
- Asegúrese de que las corrientes de aire no perturben la zona de protección.
2. Grietas
Las grietas merecen más atención que un pequeño poro redondeado. Su geometría afilada las convierte en concentradores de tensión eficaces, y pueden aparecer en el metal de soldadura, la zona afectada por el calor (ZAC), el cráter o el material base. Algunas se forman durante la solidificación; otras aparecen posteriormente.
¿Qué lo causa generalmente?
- Alta restricción y tensión residual
- Contaminación por hidrógeno
- Metalurgia o selección de materiales inadecuada
- Velocidades de enfriamiento rápidas
- Procedimiento de soldadura deficiente o control de calor deficiente
Qué hacer
- No se limite a cubrir la grieta con otra pasada de soldadura.
- Retire completamente la sección agrietada antes de repararla.
- Identificar y eliminar la causa raíz (estrés, hidrógeno o problemas de refrigeración).
- Aplicar el precalentamiento o el tratamiento térmico posterior a la soldadura correctos si es necesario.
- Vuelva a soldar solo después de que se hayan corregido las condiciones.
3. Inclusiones de escoria
Las inclusiones de escoria son materiales no metálicos atrapados en la soldadura o entre pasadas. Naturalmente, son un problema principalmente en los procesos que generan escoria.
¿Qué lo causa generalmente?
- Limpieza inadecuada entre pasadas
- Mala forma del cordón o técnica de soldadura incorrecta
- Acceso restringido a la articulación que impide una fusión adecuada
- Escoria atrapada en surcos o debajo de pasadas anteriores
Qué hacer
- Limpiar a fondo entre cada pasada.
- Asegúrese de que la antorcha o el electrodo tengan un acceso adecuado a la junta.
- Ajuste la forma del cordón para evitar que se acumule escoria.
- Utilice la secuencia de soldadura correcta para permitir que la escoria flote.
4. Fusión incompleta
La fusión incompleta, o falta de fusión , significa que dos superficies que deberían haberse fusionado no lo hicieron. Puede ocurrir en la pared lateral de la junta, entre pasadas o alrededor de la raíz.
¿Qué lo causa generalmente?
- Entrada de calor efectiva baja
- Velocidad de viaje excesiva
- Ángulo incorrecto de la antorcha o del electrodo
- Contaminación en superficies de fusión
- Acceso articular deficiente
Qué hacer
- Primero, verifique la dirección del calor y la ubicación del arco, no solo la configuración de potencia.
- Reduzca la velocidad de viaje si es necesario.
- Mejorar el ángulo de la antorcha/electrodo para un mejor acceso a la pared lateral.
- Limpie las superficies de las juntas antes de soldar.
- Asegúrese de que el diseño de la junta permita un acceso adecuado para la fusión.
5. Penetración incompleta de la articulación
La penetración incompleta a menudo se confunde con la fusión incompleta, pero no son exactamente lo mismo.
¿Qué lo causa generalmente?
- Espacio radicular insuficiente o exceso de superficie radicular
- Entrada de calor baja o ajustes incorrectos
- Mala preparación o ajuste de la articulación.
- Posicionamiento incorrecto del electrodo o de la antorcha
Qué hacer
- Mejorar el ajuste y la apertura de la raíz antes de soldar.
- Ajuste la entrada de calor adecuadamente para alcanzar completamente las raíces.
- Revisar los estándares de preparación de las articulaciones.
- Evite compensar únicamente con calor más alto sin corregir la geometría.
6. Socavado
El socavado es una ranura junto a la raíz o el pie de la soldadura que se ha fundido pero no se ha rellenado con metal de soldadura.
¿Qué lo causa generalmente?
- Entrada de calor excesiva
- Alta velocidad de desplazamiento
- Ángulo incorrecto de la antorcha o del electrodo
- Control deficiente del baño de soldadura
Qué hacer
- Reduzca el calor excesivo o la velocidad de viaje.
- Ajuste el ángulo de la antorcha para brindar un mejor soporte al cordón de soldadura.
- Deje suficiente material de relleno para rellenar el borde.
- Reparar socavado profundo si excede los límites de aceptación.
7. Superposición
El solapamiento es prácticamente lo opuesto al socavado. El metal de soldadura se extiende sobre el metal base en la base, pero el metal subyacente no se ha fusionado correctamente.
¿Qué lo causa generalmente?
- Baño de soldadura frío o lento
- Técnica de manipulación deficiente
- Contaminación en el metal base
- Exceso de material de relleno sin fusión adecuada
Qué hacer
- Mejorar el aporte de calor para asegurar una fusión adecuada en la punta.
- Limpie el material base antes de soldar.
- Ajusta la velocidad y la técnica de desplazamiento para una mejor fusión.
- Asegúrese de que el baño de soldadura se adhiera al metal base, no que simplemente se asiente sobre él.
8. Relleno insuficiente
El relleno insuficiente significa que simplemente hay muy poco metal de soldadura en una parte del perfil terminado. La cara o raíz se encuentra por debajo de donde debería estar.
¿Qué lo causa generalmente?
- Velocidad de viaje excesiva
- Deposición insuficiente de metal de relleno
- Mala colocación de las cuentas o mala técnica
- Baja eficiencia de deposición
Qué hacer
- Equilibrar la velocidad de viaje con la adición de relleno
- Aumentar la tasa de deposición donde sea necesario
- Reconstruya el perfil de soldadura con pasadas adicionales si es necesario.
- Mantenga una colocación uniforme de las cuentas.
9. Refuerzo excesivo
Más metal de soldadura no siempre es mejor. Un refuerzo excesivo produce un cordón que queda más alto que el perfil de la cara o la raíz previsto.
¿Qué lo causa generalmente?
- Velocidad de viaje lenta
- Deposición excesiva de metal de relleno
- Control deficiente del tamaño de la soldadura por pasada
Qué hacer
- Reduzca la cantidad de metal de aporte para que coincida con la especificación.
- Aumente ligeramente la velocidad de desplazamiento si es necesario.
- Si el código lo exige, lije o mecanice el refuerzo sobrante.
- Mantenga el perfil de soldadura correcto según el procedimiento.
10. Concavidad de la raíz
La concavidad de la raíz, a veces llamada retroceso, es un área hundida en el lado de la raíz de la soldadura.
¿Qué lo causa generalmente?
- Aporte excesivo de calor a las raíces
- Espacio radicular inconsistente o amplio
- Control deficiente del depósito de raíces fundidas
- Secuencia de soldadura incorrecta
Qué hacer
- Estabilice la separación de la raíz y el ajuste antes de soldar.
- Ajuste la entrada de calor para evitar un derretimiento excesivo.
- Mejorar el control de la técnica de paso de raíz
- Mantenga una velocidad de desplazamiento y una posición de arco constantes.
11. Golpes de arco
Un contacto accidental con el arco eléctrico ocurre fuera del área de soldadura prevista. Aunque pueda parecer insignificante, no es lo mismo que salpicaduras sueltas, ya que el material base se ha calentado localmente.
¿Qué lo causa generalmente?
- Contacto accidental con el electrodo o la antorcha
- Manipulación inadecuada del electrodo durante la instalación o el reposicionamiento.
- Disciplina laboral o control de procedimientos inadecuados
Qué hacer
- Evite que el arco se produzca fuera de la zona de soldadura.
- Siga los procedimientos de arranque y parada adecuados.
- Eliminar o reparar los arcos eléctricos de acuerdo con los requisitos del código.
- Inspeccione las áreas afectadas si así lo exige la especificación.
12. Desalineación
La desalineación comienza antes de que se forme el baño de fusión. Las dos piezas están desplazadas con respecto a la posición prevista en el diseño de la junta.
¿Qué lo causa generalmente?
- Mal ajuste antes de soldar
- Fijaciones débiles o incorrectas
- Soldaduras de punteado imprecisas
- Movimiento durante la soldadura debido a la distorsión térmica
Qué hacer
- Alineación correcta antes de comenzar a soldar
- Mejorar los métodos de fijación y sujeción.
- Utilice técnicas de soldadura por puntos adecuadas
- Controlar la distorsión mediante una secuencia de soldadura equilibrada
Discontinuidades de soldadura superficiales frente a internas
La ubicación proporciona una pista inicial útil sobre cómo inspeccionar una soldadura. A menudo se pueden observar socavaduras, solapamientos, marcas de arco y algunas grietas en la superficie. La porosidad, las inclusiones, la fusión incompleta y los problemas de penetración pueden permanecer ocultos en el interior de la junta.
Esa distinción no es absoluta. La porosidad y las grietas pueden ser superficiales o internas. Por lo tanto, un cordón bien acabado indica algo sobre la mano de obra, pero no todo sobre la junta.
¿Cómo se detectan las discontinuidades en las soldaduras?
La inspección comienza con lo que razonablemente se puede encontrar desde el exterior, y luego se recurre a otros métodos cuando la aplicación requiere más información.
Método | Uso común |
Pruebas visuales (VT) | Perfil visible y condiciones de la superficie |
Pruebas de Líquidos Penetrantes (PT) | Discontinuidades que rompen la superficie |
Prueba de partículas magnéticas (MT) | Indicaciones superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos |
Pruebas ultrasónicas (UT) | discontinuidades internas |
Pruebas radiográficas (RT) | Condiciones internas, en particular indicaciones volumétricas |
Lo importante es no considerar los ensayos no destructivos como una simple elección entre "interior o exterior". El material, la geometría de la junta, el acceso y la orientación del defecto previsto influyen en qué técnica funciona mejor.
¿Cuándo se convierte una discontinuidad en una soldadura en un defecto?
Encontrar algo es solo la primera parte de la inspección. Las siguientes preguntas son: ¿Qué es? ¿Qué tamaño tiene? ¿Dónde está? ¿Y qué permite la normativa aplicable?
En la práctica, la secuencia es aproximadamente la siguiente:
Detectar → Identificar → Localizar → Medir → Evaluar → Aceptar o rechazar
Por eso, para demostrar la integridad de una soldadura basándose únicamente en el aspecto del cordón, no existe una respuesta útil. Una pequeña inclusión puede ser aceptable según ciertos criterios, mientras que una grieta pronunciada puede ser inaceptable incluso si es mucho menor.
Por qué es importante el proceso de soldadura
La lista de posibles problemas varía según el proceso. Las inclusiones de escoria son habituales en los procesos de arco que generan escoria. No son un problema común en la soldadura láser autógena.
La soldadura láser presenta otras particularidades. Las investigaciones y la guía práctica de TWI demuestran que la protección, la contaminación, la estabilidad del orificio, la posición del haz respecto a la junta, el ajuste y los parámetros del proceso pueden influir en la porosidad, la fusión, la penetración y el perfil de la soldadura. Un haz que se desvía de la línea de la junta puede incluso provocar una falta de fusión en la raíz o una penetración incompleta mientras el proceso continúa.
Con una soldadora láser portátil, es fundamental mantener un movimiento estable, superficies limpias, una colocación precisa del haz y espacios de unión realistas. Los sistemas Dynalaser permiten a los operarios ajustar los parámetros de soldadura, pero el control de parámetros funciona mejor cuando la junta está preparada adecuadamente.
Preguntas Frecuentes
¿Pueden varias discontinuidades de soldadura tener la misma causa raíz?
Sí. Un mal ajuste es un buen ejemplo. Puede contribuir a una penetración incompleta, problemas de fusión y un perfil de cordón irregular al mismo tiempo. Tratar solo el síntoma visible puede dejar la causa real sin cambios.
¿El esmerilado siempre soluciona una discontinuidad en la soldadura?
No. El esmerilado puede eliminar algunas irregularidades superficiales, pero no corrige problemas de fusión interna ni grietas que se extienden por debajo de la superficie esmerilada. El método de reparación debe ajustarse a la discontinuidad real y a su extensión.
¿Puede la soldadura automatizada seguir produciendo discontinuidades?
Sí. La automatización reduce la variabilidad entre operarios, pero no elimina la suciedad en el material, las desalineaciones en las juntas, los parámetros incorrectos, la protección deficiente ni el seguimiento erróneo de las juntas. La soldadura repetible solo es útil cuando el proceso es consistentemente correcto.
¿Puede la soldadura de reparación empeorar la unión?
Sí, puede ocurrir. Una reparación añade otro ciclo térmico y otra oportunidad para que se produzcan grietas, porosidad o una fusión incompleta. TWI también ha observado casos en los que reparaciones de soldadura mal ejecutadas han contribuido a problemas de integridad.
Conclusión
Las discontinuidades en las soldaduras son más fáciles de abordar cuando se tratan como condiciones de ingeniería en lugar de simplemente como soldaduras "buenas" o "malas". Identifique lo que observa, encuentre la causa probable y luego verifique si realmente excede los requisitos para esa junta.
El mismo enfoque se aplica tanto a una soldadura por arco convencional como a una soldadura láser Dynalasers : primero, controle la junta y el proceso, y luego utilice la inspección para confirmar el resultado.
