¿Qué es una soldadura de filete?

Dado que las soldaduras de filete se usan con tanta frecuencia, hay varios factores que debe considerar antes de fabricar dicha soldadura. Este artículo revisará varios aspectos de las soldaduras de filete. Además de los principiantes, es de esperar que incluso los soldadores experimentados obtengan algunos conocimientos a través de este tratado detallado sobre las uniones soldadas con filete.

Entonces, ¿qué es una soldadura de filete? Las soldaduras de filete son algunas de las uniones más utilizadas en el campo de la soldadura. Las soldaduras de filete representan una gran mayoría de uniones fabricadas mediante soldadura por arco. Las juntas de esquina, T y traslapadas son algunas de las uniones de soldadura de filete más comunes.

Además de la soldadura, existen otras técnicas de unión permanente que utilizan soldaduras rellenas. Los métodos de unión sin fusión, como la soldadura blanda, la soldadura fuerte y la soldadura fuerte, utilizan soldaduras de filete para las conexiones. Estas técnicas no serán discutidas en este artículo.

¿Cuáles son las formas comunes de soldadura rellena? ¿Cómo se describen?

Algunas de las uniones de soldadura de filete más simples y más utilizadas son la unión en T, la unión de esquina y la unión de solape.

Las especificaciones y estándares de soldadura emplean términos específicos para hablar sobre las soldaduras de filete. Estos términos incluyen el grosor de la garganta, la longitud de la pierna y el grosor de la garganta de penetración profunda. El grosor de la garganta de penetración profunda no es tan fácil de medir. Esto se debe a que incluye parte de la zona afectada por el calor cuya extensión puede ser difícil de definir con un alto grado de precisión.

Las soldaduras de filete existen en varias formas diferentes. Son los siguientes:

• Mitra: La sección transversal de la mitra tiene la forma de un triángulo rectángulo.
• Cóncavo: la forma de esta sección transversal de soldadura de filete es similar a la descrita anteriormente, con una diferencia crucial. En lugar de ser un plano completamente plano, la superficie expuesta de esta soldadura de filete tiene una forma cóncava, como su nombre lo indica. Al igual que una lente cóncava, el plano expuesto de la soldadura se dobla hacia adentro. El espesor de la garganta de la soldadura de filete cóncava es menor que el valor correspondiente de la soldadura de inglete.
• Convexo: En este caso, la superficie expuesta de la soldadura se dobla hacia afuera. El plano de soldadura expuesto, por lo tanto, se dobla en la dirección opuesta a la soldadura cóncava. Como resultado, el grosor de la garganta es mayor en el caso de la soldadura de filete convexa en comparación con las formas de inglete y cóncava.

¿Cuáles son los posibles problemas de soldadura de filete de juntas en T?

Uno de los factores más importantes para una soldadura de filete exitosa es obtener las dimensiones correctas del perfil de soldadura. El grosor de la garganta y la longitud de la pierna deben estar dentro de un rango específico para una soldadura de filete confiable.

Es responsabilidad del diseñador calcular las dimensiones óptimas para el perfil de soldadura rellena. Los diseñadores pueden incluir un factor de seguridad como resultado del cual, la soldadura que se muestra en el diagrama de fabricación puede ser más sustancial en comparación con las consideraciones de diseño.

El tamaño de la soldadura se representa mediante el símbolo de soldadura de la derecha.

En el Reino Unido, se acostumbra representar la longitud de la pierna con una ‘z’. El número con el sufijo ‘z’ indica el tamaño de la longitud de la pierna en términos de milímetros.

En Europa, la convención es representar el grosor de la garganta con la letra ‘a’ como sufijo de un número, que es la longitud de la pierna en milímetros.

Después de enviar el dibujo al taller, el inspector o soldador puede incluir un factor de seguridad adicional para reforzar la unión soldada. Ampliar el tamaño de la longitud de la pierna aumentará la resistencia de la soldadura según ciertas personas.

El resultado es una pierna más larga que la diseñada. Por ejemplo, la longitud de la pata se puede aumentar a 8 mm para una longitud de pata original de 6 mm. Es posible que se sorprenda al notar que el aumento de volumen como resultado de los 2 mm adicionales representa más del 80 por ciento del volumen total. Esto representa un aumento significativo de los costos y el consumo de electrodos.

Debe tener en cuenta que el diseñador ya ha incluido un factor de seguridad en su diseño de soldadura original. Por lo tanto, el factor de seguridad adicional producirá una soldadura que es excesivamente más grande en comparación con la soldadura requerida.

Se pueden lograr varios beneficios si la longitud final del tramo de soldadura está de acuerdo con el diseño original. Estas ventajas incluyen menores costos operativos, menor consumo de alambre de relleno, menor peso del producto y mayor productividad.

Otro beneficio se materializa cuando la longitud de la pierna se fabrica de acuerdo con el diseño. Dado que la longitud original de la pierna es más pequeña, implica una velocidad de desplazamiento más rápida. Una velocidad de desplazamiento más rápida conduce a una mayor penetración de la soldadura para lograr un mayor espesor de garganta real.

Las soldaduras sobredimensionadas no tienen mayor resistencia que el diseño; de hecho, a menudo son más débiles debido a la baja penetración de la soldadura. También implican costos operativos más altos, uso derrochador de consumibles y otros problemas de fabricación, como una mayor distorsión.

¿Cuáles son los posibles problemas de soldadura de filete de juntas traslapadas?

Como se mostró anteriormente, las soldaduras de gran tamaño se fabrican comúnmente debido a conceptos erróneos populares. Las juntas de regazo no son una excepción a este fenómeno. El diseñador puede establecer una longitud de pierna que tenga el mismo tamaño que el grosor del material.

Si se tienen en cuenta las consideraciones de resistencia, entonces el tamaño de la soldadura de filete no necesita tener el mismo tamaño que el espesor de la placa. Ni siquiera necesita estar cerca de él. Además, la soldadura también puede sufrir otros problemas. Por ejemplo, durante el proceso de soldadura, la esquina superior de la junta traslapada puede derretirse como resultado de la soldadura. Esto reducirá la longitud de la pierna. En consecuencia, se puede crear una soldadura de menor tamaño debido a un valor de garganta de diseño más bajo.

Por lo tanto, el operador de soldadura debe tener cuidado de que la esquina superior de la placa superior no se funda durante el proceso de soldadura. La condición ideal es que la soldadura esté al menos 0,5 mm por debajo de la esquina superior de la placa superior. Para lograr esto, el diseñador debe especificar un tamaño de longitud de pierna que sea más pequeño en comparación con el grosor de la pieza.

El diseñador puede especificar una soldadura de filete de penetración profunda para compensar el espesor de garganta reducido. Se deben realizar pruebas de soldadura adecuadas para confirmar una mayor penetración. El proceso de fabricación de soldadura también necesitará controles adicionales para garantizar que esta mayor penetración se logre de manera consistente.

Pueden surgir otros problemas durante la fabricación de soldaduras de filete. Existe el riesgo de superposición de la base de soldadura como resultado del mayor tamaño del baño de soldadura. La cara de la soldadura puede ser muy cóncava, por lo que la puntera de la soldadura tendrá muescas afiladas.

Debido al pobre perfil de soldadura que resulta de estos defectos, la vida de fatiga de la junta de soldadura de filete puede reducirse debido al mayor ángulo de convergencia. El ángulo de punta superior se concentrará en las tensiones, lo que debilitará la soldadura más rápidamente. Cuando las pasadas de soldadura únicas producen tales formas, también puede existir la posibilidad de una penetración de raíz reducida.

Un ajuste deficiente también puede conducir a un menor grosor de la garganta. Por ejemplo, si las secciones no son perfectamente paralelas, entonces la garganta real puede ser más pequeña en comparación con la garganta de diseño.

Las uniones de soldadura de filete son una de las uniones de soldadura más fabricadas en la industria. Pero también son uno de los más difíciles de crear con un alto nivel de consistencia. En comparación con las juntas a tope de las mismas dimensiones, las soldaduras de filete pueden necesitar una mayor entrada de calor para crearse. Los operadores de soldadura con menos experiencia y habilidades pueden usar una técnica deficiente que crea defectos de fusión y una menor penetración. Desafortunadamente, tales errores no pueden identificarse mediante inspección visual o técnicas de prueba no destructivas.

Las uniones de soldadura de filete no pueden estar sujetas a técnicas de prueba no destructivas en todo momento. Esto puede ser problemático debido a las dificultades de inspección. La prueba ultrasónica de soldaduras de filete puede llevar mucho tiempo. Los resultados de estas pruebas pueden no ser fáciles de interpretar.

¿Cuáles son las diferentes técnicas de ensayo no destructivo para soldaduras de filete? ¿Hay algún inconveniente en estas técnicas?

El problema con las pruebas de penetración, las pruebas magnéticas y las pruebas visuales es que estas técnicas de prueba escudriñan la superficie y, por lo tanto, son superficiales. No pueden determinar la estructura interna de la soldadura ni descubrir defectos que se esconden debajo de la superficie. Además, se dedica mucho esfuerzo a medir el tamaño de la soldadura en lugar de identificar otras facetas de la calidad.

En consecuencia, soldar juntas de filete es más difícil, al igual que inspeccionarlas volumétricamente. Con bastante frecuencia, las soldaduras de filete fabricadas son más significativas que el tamaño del diseño original. Las soldaduras de filete así producidas pueden tener una forma de perfil deficiente, lo que puede afectar negativamente a su fiabilidad y durabilidad.

Los operadores de soldadura deben, por lo tanto, tener un cuidado escrupuloso para seguir exactamente las especificaciones de soldadura de diseño, como se muestra en la hoja de dibujo. Además, los operadores de soldadura deben tener las habilidades y la capacitación para hacer el perfil de soldadura de filete correcto para evitar los defectos de unión que pueden surgir debido a la forma incorrecta.

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