Las pruebas de calidad de soldadura garantizan la seguridad, confiabilidad y longevidad de las estructuras soldadas. Las estructuras soldadas incorrectamente pueden provocar fallas catastróficas que provoquen lesiones, daños a la propiedad e incluso la pérdida de la vida.
Las pruebas de calidad de soldadura ayudan a identificar defectos como grietas, porosidad, penetración incompleta y desalineaciones que podrían comprometer la integridad de la soldadura. Al abordar estos defectos de manera proactiva, las pruebas de calidad de la soldadura son más que una medida de seguridad, pero también pueden evitar reparaciones costosas.
¿Por qué son importantes las pruebas de calidad de soldadura?
La capacidad de poder probar soldaduras puede tener un impacto directo tanto en los costos como en la seguridad de un proyecto de soldadura. Por ejemplo, si una soldadura en un edificio de acero estructural falla porque no cumple con los criterios de aceptación en los códigos designados, podría haber riesgo de lesiones graves o pérdida de la vida. Del mismo modo, si una tubería o tanque que transporta un químico peligroso falla, podría haber un impacto ambiental severo, sin mencionar los riesgos para la salud de cualquiera que entre en contacto con los químicos peligrosos.
Fallas comunes de soldadura
Para comprender mejor algunos defectos de soldadura comunes, es importante estar familiarizado con tres términos clave y sus definiciones.
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Discontinuidad: una discontinuidad se define como una irregularidad o falta de cohesión o uniformidad continua. Una discontinuidad puede o no ser un defecto dependiendo de las tolerancias del código.
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Defecto: un defecto es una discontinuidad que excede las limitaciones permitidas descritas en el código y puede afectar la usabilidad del producto final y requerirá reparación.
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Indicación: este término se usa típicamente en el examen volumétrico de soldadura, es decir, pruebas de rayos X y ultrasónicas, y se refiere a una anomalía encontrada en el proceso de examen. Al igual que la discontinuidad, una indicación puede o no constituir un defecto que requiera reparación.
Penetración incompleta
La penetración incompleta es un defecto de soldadura que ocurre cuando la soldadura no logra penetrar a través de todo el espesor de las partes unidas, dejando parte de la unión soldada original sin soldar. Aunque algunos códigos pueden permitir una pequeña cantidad de penetración incompleta, generalmente no se recomienda ya que puede comprometer la integridad de la soldadura.
Falta de fusión
Cuando la soldadura no logra penetrar el metal base u otros pases de soldadura, el defecto resultante se denomina fusión incompleta. En los códigos de soldadura más utilizados, no se permite en absoluto la falta de fusión o la fusión incompleta, y casi siempre requerirán reparación cuando se encuentren.
socavar
La socavación es cuando el metal base ha sido arrancado por el proceso de soldadura y no se ha vuelto a rellenar. Esto puede deberse a una amplia variedad de factores, como calor excesivo, velocidad de desplazamiento demasiado rápida, mala preparación de la junta y mala técnica de soldadura. . La mayoría de los códigos otorgan una pequeña tolerancia a esta discontinuidad, aunque normalmente se limita a 1/32″ a 1/16″.
Inclusiones de escoria
Una inclusión de escoria ocurre cuando el paso de soldadura anterior no se ha limpiado adecuadamente y el siguiente paso de soldadura no está lo suficientemente caliente para quemar cualquier escoria residual que haya quedado del proceso de limpieza. Los códigos de soldadura varían en cuanto a la cantidad de inclusión de escoria, si la hay, que se permitirá.
Porosidad
La porosidad es una discontinuidad que se caracteriza por orificios bastante simétricos o una apariencia tipo “queso suizo” y puede ser causada por la ausencia de una protección adecuada del arco durante el proceso de soldadura o por la humedad u otros contaminantes como suciedad, grasa, aceites o pinturas en el metal base. Soldar con electrodos que se han almacenado incorrectamente y que han entrado en contacto con la humedad también puede causar porosidad en la soldadura. La porosidad se puede encontrar en la superficie o incluso debajo de la superficie de la soldadura. El código de soldadura de acero estructural permite cierta porosidad de tamaño y frecuencia limitados, pero los códigos de tuberías y recipientes a presión tienden a ser mucho más estrictos en los límites de aceptación de la porosidad.
Quemado
El quemado es un defecto de soldadura común que ocurre cuando la segunda pasada se aplica sobre la inicial y genera suficiente calor para derretir parcial o completamente la primera pasada. Esto puede ocurrir debido a una molienda excesiva de la pasada de raíz o cuando la segunda pasada se realiza con demasiado calor o con una velocidad de desplazamiento demasiado lenta, lo que genera una entrada de calor excesiva. La necesidad de reparación depende de la profundidad y la gravedad de la perforación.
Soldaduras de relleno insuficiente o de tamaño insuficiente
Si el perfil de la soldadura en el paso final de una soldadura cae por debajo del metal base y/o la soldadura es más delgada que el metal base, esto podría considerarse un relleno insuficiente. Si un dibujo requiere que una soldadura sea de ⅜” y el inspector mide esa soldadura en ¼”, esto se consideraría una soldadura de tamaño insuficiente.
Perfil de soldadura deficiente “Superposición” o “Superposición fría”
Si una soldadura de filete, por ejemplo, cae mucho más sobre la parte plana inferior de la junta y muy poco sobre la superficie vertical de la junta, entonces esta dinámica se consideraría un problema de perfil de soldadura deficiente.
La “superposición” puede ocurrir cuando el exceso de metal de soldadura fundido no se fusiona adecuadamente con el metal base y se considera un defecto de fusión incompleta.
La “superposición fría” se encuentra típicamente en la soldadura MIG y ocurre cuando el metal de soldadura se ha depositado en la superficie pero no se ha fusionado adecuadamente con el metal base.
Grietas
Las grietas en la soldadura pueden ocurrir en el metal base, el metal de soldadura o ambos y, a menudo, son el resultado de la tensión en la unión soldada o la falta de precalentamiento en el metal base durante la soldadura. Las grietas se encuentran entre los defectos más graves que pueden ocurrir en una operación de soldadura y siempre requerirán reparación, lo que, en muchos casos, requerirá cortar la parte con la grieta y reemplazarla. Además, algunas aplicaciones, como el trabajo de reparación de equipos pesados, pueden tener un procedimiento de reparación para reparar grietas.
Equipo de prueba de calidad de soldadura
El equipo de prueba de soldadura es esencial para evaluar la calidad y las propiedades de las soldaduras en diversas aplicaciones. Ayuda a identificar y medir discontinuidades de soldadura, verificar la calidad de la soldadura e incluso evaluar las propiedades mecánicas del material soldado.
Los tipos comunes de equipos de prueba de soldadura incluyen probadores ultrasónicos, probadores de partículas magnéticas (tanto portátiles como estacionarios), probadores de líquidos penetrantes y equipos de prueba radiográficos o de “rayos X”.
Lista de verificación de inspección de calidad de soldadura
Para asegurarse de que el soldador realice soldaduras que cumplan con los estándares de código aplicables y que no tengan defectos, hay una serie de cosas que el soldador debe tener en cuenta, y es útil tener una lista de verificación para problemas específicos que el soldador debe tener en cuenta. monitor.
Lista de verificación de inspección previa a la soldadura
Antes de iniciar las operaciones de soldadura, el soldador debe verificar lo siguiente;
- ¿El material está limpio y libre de óxido, suciedad y otros posibles contaminantes?
- ¿Los electrodos son correctos y compatibles con el material a soldar?
- ¿La máquina de soldar es capaz de hacer la soldadura? (Se requiere corriente constante o voltaje constante)
- ¿La polaridad está configurada correctamente? (CA o CC, electrodo positivo o negativo).
- ¿Se requiere precalentamiento de los materiales?
Lista de verificación de inspección durante la soldadura
Una vez que haya comenzado a soldar, es vital considerar varios factores para lograr la calidad de soldadura deseada. El soldador debe tener en cuenta las siguientes consideraciones durante todo el proceso de soldadura;
- ¿Se mantiene la temperatura adecuada entre pasadas? Demasiado o muy poco calor podría resultar perjudicial para la soldadura completa.
- ¿Está limpiando adecuadamente entre pasadas? Tenga cuidado de no atrapar escoria que podría resultar en un defecto de soldadura y la necesidad de repararlo.
Lista de verificación de inspección posterior a la soldadura
Una vez que se completa la soldadura, el soldador debe verificar la soldadura para asegurarse de que esté completamente terminada y lista para la inspección visual. Las cosas que debe buscar incluyen;
- ¿Es la soldadura de tamaño adecuado? No relleno insuficiente pero tampoco excesivo en el refuerzo.
- ¿Se limpió la soldadura completa y ahora no tiene escoria?
- ¿Hay alguna indicación de socavado, fusión incompleta o porosidad que deba corregirse antes de la inspección final?
¡El soldador centrado en la calidad siempre debe recordar que usted es su mejor control de calidad! Debe ser el primero en inspeccionar su soldadura completa, y si tiene alguna duda sobre posibles defectos, es mejor abordarlos de manera proactiva. Al enviar su trabajo con plena confianza de que está libre de problemas, puede garantizar un trabajo bien hecho.
Tipos de pruebas de calidad de soldadura
Hay dos tipos básicos de pruebas de calidad de soldadura; destructivo y no destructivo. En sentido general, los productos terminados y las piezas de trabajo se probarán con un método de prueba no destructivo.
Pruebas no destructivas
Inspección visual
El primer y más básico método de inspección de soldadura es una inspección visual. Un inspector capacitado y competente examinará la soldadura visualmente y buscará cualquier indicación que supere los criterios de aceptación visual del código aplicable. Las ventajas de la inspección visual son;
- Mínimo costo en tiempo y equipo. Por lo general, una linterna y tal vez un espejo o, en algunos casos, una lupa, es todo lo que se necesita para realizar una inspección visual.
- No requiere una interrupción en la producción.
- Se requiere un entrenamiento mínimo. Los soldadores, supervisores e inspectores pueden capacitarse relativamente rápido y con un costo mínimo para realizar una inspección visual.
Sin embargo, existen algunas limitaciones obvias para la inspección visual. Esta inspección se limita únicamente a las discontinuidades de la superficie. La inspección visual solo es posible en el paso final de tapa y tal vez en el paso de raíz, si es accesible. No hay forma de inspeccionar nada entre pasadas en una inspección visual.
Examen de grietas superficiales por líquidos penetrantes
La prueba de líquidos penetrantes es un método popular para mejorar la inspección visual. Primero, se limpia la pieza, luego se rocía o aplica con brocha un tinte penetrante sobre la soldadura. Una vez que se ha dejado secar el tinte, se retira el exceso con un limpiador y un trapo. Luego se aplica un revelador. Después de 10 minutos como mínimo, el inspector puede evaluar la pieza.
El tinte que pudo haber penetrado en una discontinuidad ahora aparecerá como un rojo brillante en contraste con el agente de revelado blanco y puede evaluarse como una “indicación relevante”, lo que significa que la discontinuidad excede los límites permitidos y debe abordarse, o como una “indicación relevante”. indicación no relevante”, lo que significa que la discontinuidad se encuentra dentro de los límites aceptables establecidos y, por lo tanto, puede descartarse.
La prueba de líquidos penetrantes es un método rápido y rentable para examinar soldaduras, pero se limita a las discontinuidades de la superficie solamente.
Examen de soldadura por partículas magnéticas
El examen de partículas magnéticas, o mag-partículas como se le conoce comúnmente, funciona estableciendo un campo magnético dentro de la pieza que se va a inspeccionar. Luego, se aplican finas limaduras de hierro, generalmente coloreadas para una mayor visibilidad, a la soldadura dentro del campo magnético. Dada la naturaleza del campo magnético, las limaduras de hierro serán atraídas a una ruptura en el campo y se alinearán a lo largo del defecto. Las partículas magnéticas son una forma excelente de detectar grietas, pero se limitan a discontinuidades superficiales o muy cercanas a la superficie.
Examen radiográfico de soldadura
La radiografía, comúnmente conocida como “rayos X”, es un método muy eficaz para examinar la calidad de una soldadura en toda su sección transversal. Este método es especialmente útil para las soldaduras de tuberías, ya que permite a los inspectores evaluar todos los aspectos de la soldadura, desde la pasada de raíz hasta la tapa final. Un intérprete de película de radiografía habilidoso puede identificar discontinuidades tales como penetración incompleta o fusión en la raíz o entre pases de soldadura y porosidad e inclusiones de escoria atrapada.
Los posibles inconvenientes de la radiografía son;
- El área inmediata alrededor de la parte que se va a radiografiar debe tener una barrera de al menos 25 pies, a veces hasta 75 pies, dependiendo de la fuerza de la fuente.
- La necesidad de manejar materiales peligrosos.
- Se necesita una amplia formación para realizar exámenes de radiografía.
- Preocupaciones regulatorias extensas y costosas.
- Equipo caro.
Examen de soldadura por ultrasonidos
El examen ultrasónico utiliza “ondas de sonido” acústicas mediante el uso de un transductor y un acoplador aplicado a la superficie de la pieza a examinar. Por lo tanto, cualquier discontinuidad producirá un pico en la pantalla de visualización de un monitor ultrasónico. Luego, el examinador debe evaluar si los decibeles generados por la discontinuidad exceden los niveles permitidos establecidos por el código aplicable y deben abordarse o si se encuentran dentro de los límites aceptables.
Pruebas destructivas
La prueba destructiva se usa más comúnmente para probar materiales, calificar procedimientos de soldadura y determinar la capacidad de un soldador para hacer una soldadura con un proceso particular, es decir, una prueba de soldadura.
Prueba de flexión
Las pruebas de doblado se realizan cortando una tira de material, generalmente de aproximadamente 1″ x 8″ de largo, y colocando la muestra de prueba en un aparato de doblado. Por lo general, se utilizan un bloque y un tinte con dimensiones predeterminadas para doblar la muestra de prueba enviada. La prueba se rechaza si se encuentra una fisura o alguna otra discontinuidad por encima de los límites permisibles.
Prueba de ruptura de Nick
Una prueba de mella-rotura es muy similar a la prueba de flexión. Implica hacer un pequeño corte o “muesca” perpendicular a la soldadura, luego doblar o tirar de la muestra para que la sección transversal de la soldadura pueda inspeccionarse visualmente.
Pruebas de macrograbado
La prueba de macrograbado se usa a menudo para probar soldaduras de filete, ya que las soldaduras de filete pueden ser difíciles de doblar. La muestra de prueba se corta en una sierra o una rueda de corte en una amoladora. A continuación, se limpia la sección transversal de la soldadura, normalmente con un disco Tiger o un disco de lijado. Luego se aplica un ácido a la sección transversal de la soldadura y se inspecciona visualmente en busca de discontinuidades.
Ensayos de tensión transversal
Las pruebas de tensión o tracción se usan comúnmente para calificar los procedimientos de soldadura. La muestra de soldadura se coloca en un aparato de prueba de tensión y se separa. La prueba es exitosa si el material falla en el metal base y no en la soldadura. Al probar materiales o calificar procedimientos de soldadura, es necesario usar un calibre y determinar la carga real requerida para separar las muestras de prueba para garantizar que el material y el proceso de soldadura puedan producir soldaduras de la resistencia necesaria.
Preguntas frecuentes sobre pruebas de calidad de soldadura
¿Cuáles son los cinco métodos para probar la calidad de la soldadura?
Los cinco métodos más utilizados para examinar la calidad de la soldadura son:
- Inspección visual
- Examen de líquidos penetrantes
- Examen de partículas magnéticas
- Radiografía
- Examen ultrasónico
¿Cuál es el método más utilizado para la inspección de soldaduras?
El método más común para inspeccionar soldaduras es el método de inspección visual. Todos los códigos de soldadura y los estándares de calidad generalmente aceptados requieren una inspección visual como mínimo para todas las soldaduras completadas. Además, la inspección visual de soldaduras no requiere equipo especial, solo buena vista y tal vez un espejo y una linterna.
¿Cuáles son los dos métodos para probar la calidad de una soldadura?
Ensayos destructivos y ensayos no destructivos.
Las pruebas destructivas, como su nombre lo indica, involucran alguna forma de cortar una pieza soldada completa y someterla a un análisis adicional como en la forma de prueba de flexión, un procedimiento comúnmente utilizado para calificar soldadores y procedimientos de soldadura.
Las pruebas de soldadura no destructivas se utilizan para examinar soldaduras en una pieza o producto terminado. Los exámenes como las pruebas de penetración, las pruebas de partículas magnéticas, los exámenes ultrasónicos y de rayos X no dejan ningún efecto duradero en un producto terminado.
¿Quién determina los requisitos de inspección y los códigos aplicables para un proyecto de soldadura?
Los propietarios de cualquier proyecto suelen determinar los requisitos de inspección, pero solo después de considerar detenidamente los requisitos reglamentarios de la jurisdicción en la que se llevará a cabo el proyecto y los ingenieros que diseñarán las conexiones involucradas.