METODOS DE ENSAYOS E INSPECCIÓN DE SOLDADURA

Nicolás TorresIng. (e) Mecánica en P.M.I

Tipos de ensayos

Los ensayos aplicados a la soldadura sirven para diversos objetivos como: averiguar la calidad, determinar la composición, analizar su dureza, etc…

Se puede dividir en dos tipos para poder analizar los ensayo.

• Ensayos No Destructivos• Ensayos Destructivos

Inspección Visual

Las soldaduras debe hacersede acuerdo al tamaño especificado en los planos y en el procedimiento.Los defectos a detectar son: Poros, grietas, cráteres, socavaciones, bajos rellenos, sobre rellenos, salpicaduras, escorias,rugosidad.

Medidor de filete

Inspección Visual

Existen diferentes tipos de medidores de filete, pero básicamente lo que todos quieren es establecer la llamada “área de sección transversal”.

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Inspección Visual

Cateto

Cateto o Pie

de filete

Inspección Visual en buen estado

Nota: La convexidad no debe exceder al 0.1 veces el cateto

real mayor, más 0.3mm (0.06 in)

Cateto CatetoCatetoCateto

Cateto Cateto Cateto Cateto

Inspección Visual en mal estado

Garganta

Insuficiente

Exceso deConvexidad

Fusión Incompleta

Socavación

Excesiva

Cateto

Insuficiente

Inspección por partículas Magnéticas

El método consiste en establecer un campo magnético en el objeto de prueba, aplicando partículas magnéticas en la superficie de éste y examinándolas en busca de acumulaciones de partículas.

Polo sur Polo norte

Partículas magnéticas

Inspección por Tintas Penetrantes

Se limpia completamente la pieza, removiendo con un limpiador o solvente. Es aplicado el líquido penetrante, se deja actuar durante el tiempo recomendado por el fabricante para que se introduzca en la abertura.

Penetrante en excesoremovido

Líquido penetranteaplicado

Inspección por Tintas Penetrantes

Se limpia la superficie y el penetrante en exceso es removido. Cuando la superficie esta seca, se aplica el material absorbente o revelante. El resultado es una acción secante que saca al penetrante de cualquier abertura superficial

El revelador saca al penetrante de la grieta

Inspección por UltrasonidoEl examen consiste en utilizar la vibración mecánica similar ala onda de sonido, pero de mayor frecuencia. Un haz de energía ultrasónica es dirigida hacia la muestra aser ensayada. Este haz viaja a travez del material con muy poca perdida, excepto cuando es interceptado y reflejado por una discontinuidad

Transductor

Enlazador deaceite

Imperfección interna

Inspección por Ultrasonido

La figura muestra los principios básicos del ensayo ultrasónico. Si no hubiese una imperfección aparecería en la pantalla del osciloscopio solamente dos picos, uno correspondería a la emisión inicial y el otro sería el eco de la superficie posterior

Para determinar el tamaño y la profundidad de las imperfecciones deberán usarse técnicas de calibración.

Posterior

ImperfecciónPrincipal

Inspección por Ultrasonido

En las juntas soldadas se usa un transductor con un haz de 45º, para inspeccionar el área. Esta unidad de investigación dirige el haz hacia la soldadura desde una posición en un lado de la soldadura.

Haz trasmitido

Eco de retorno

Defecto interno

Inspección Radiográfica

La inspección radiográfica consiste en usar la radiación X o Gamma para examinar el interior de los materiales.En los rayos X el bombardeo de electrones libres generado por la descarga electrónica de energía del tungsteno.

Película foto sensibleMaterial a radiografiar

ICI

Fuente de rayos X

Inspección Radiográfica

Los rayos Gamma se producen por el decaimiento de radiactivo de ciertos radioisótopos. Estos incluyen el Cobalto-60, Iridio-192, Tulio-170, y Cesio-137. Estos isótopos están contenidos en una cápsula de plomo o de uranio decaído, para facilitar su operación.

Ensayos Destructivos

Los ensayos destructivos, son utilizados en conjunto en los códigos, pues es necesario par asegurar algunos parámetros que los ensayos no destructivos no pueden medir como por ejemplo:

• Tensión• Composición química• Dureza

Ensayos Químicos

En general, la composición del metal depositado se especifica en el mismo rango que el metal base. Sin embargo, el depósito puede ser totalmente diferente al material al que se desea unir.El nivel de corrosión puede verse también alterado por la presencia de materiales diferentes.

Ensayo Metalográfico

Se usa para determinar:• La calidad del deposito.• La distribución de inclusiones no

metálicas en el deposito.• El número de pases de soldadura.• La estructura metalúrgica de la

zona afectada térmicamente.• La ubicación y profundidad de la

penetración de la soldadura.

Ensayo Metalográfico

Existen dos tipos de ensayos metalográficos:

• Ensayo Macro: la probeta permite examinar la estructura por simple inspección visual o con un aumento muy pequeño (5x, 10x)

• Ensayo Micro: es necesario el uso de un microscopio para visualizar la estructura (100x, 200x; 500x)

Ensayo Metalográfico

Ensayo Metalográfico

Ensayo de Dureza

La dureza es una característica afectada por la composición del metal base y del metal de aporte, efectos metalúrgicos del proceso de soldadura, el enfriamiento del metal, el tratamiento térmico y muchos otros factores. Las tres escalas para medir dureza son Brinell, Rockwell y Vickers.

Brinell

Consiste en la impresión de una bola de acero sobre la superficie del metal a ensayar. Se utiliza una bola de 10mm de diámetro con una carga de 300kg, en el caso de los aceros y de 500kg, para metales más blandos. Con la ayuda de un microscopio se mide el diámetro de la impresión y se convierte en dureza Brinell.

Brinell

p

D

d

Vickers

Este ensayo utiliza un penetrador de diamante que queda marcado en la superficie de la muestra, bajo una carga determinada cuya aplicación se recomienda en forma estándar en 10seg. La carga aplicada varía de 1 a 120kg. De acuerdo a las características del material y la relación entre ese valor y el área de identificación establece la dureza.

Rockwell

Un diamante cónico es presionado contra el material a ensayar con una carga de 10 a 150kg. La profundidad de la impresión indicara en el reloj el valor de la dureza medida en escala Rocckwell C. En el caso de materiales muy blandos, el diamante es reemplazado por una bola de acero de 1/16” de diámetro utilizando una carga de 100kg para obtener una medición en escala Rockwell B.

Rockwell

120º

m

RupturaEn la probeta estándar de prueba de

tracción se efectúa un maquinado y luego se marcan dos puntoscentrados a 2” de distancia entre sí

2 1/2”

Ductilidad y Elasticidad

• El aumento de longitud respecto a las 2” iniciales, expresado normalmente en porcentaje, nos entrega la elongación de la probeta, esto se conoce como Ductilidad.

X

Esfuerzo

• Una probeta se ensaya con carga de comprensión y el esfuerzo de comprensión se alcanza cuando la probeta falla y se rompe.

Fatiga

• Cuando la carga sobre una pieza varía constantemente y a una relativa alta frecuencia o constituyente un cambio de esfuerzo de tensión con cada ciclo, la fuerza de fatiga del material debe ser sustituido por la tensión de ruptura en las formulas del diseño.

Resistencia al impacto

• Corresponde a la habilidad de un material para absorber energía de una carga aplicada a alta velocidad

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