Acabado de la soldadura: preocupaciones relacionadas con la mano de obra
Primero, abordemos el tema más específico: las preocupaciones relacionadas con la mano de obra. El soldador, o el programador de un soldador robótico, debe superar dos fenómenos físicos al terminar una soldadura al final de una unión. Uno es el resultado de la conductividad térmica, donde el metal fundido puede fluir fuera de la cavidad, y el otro es el resultado de las propiedades magnéticas donde ocurre el soplo del arco.
Problemas de energía térmica
En el centro de la longitud de una soldadura, la energía térmica asociada con el metal de soldadura fundido se aleja de la unión en múltiples direcciones. A medida que el arco se acerca al final de la junta, los extremos del material unido se vuelven más calientes, ya que no hay ningún lugar delante de la soldadura en el que se pueda conducir la energía térmica.
A medida que los extremos del material se calientan, la tasa de conductividad térmica disminuye, restringiendo aún más la transferencia de calor.
Por lo tanto, el extremo de la junta aumenta rápidamente de temperatura, lo que provoca varios problemas de terminación de la soldadura.
Los cráteres de soldadura deben llenarse hasta el tamaño total de la soldadura, lo que, combinado con las propiedades de la energía térmica, puede causar problemas. Esto requiere que el soldador permanezca en el extremo de la junta, llenando la cavidad mientras agrega más energía térmica al material.
Como resultado, a veces, se produce una socavación. En otros casos, el metal de soldadura fundido sale del cráter, sale del extremo de la junta que se está soldando y termina en el piso del taller. Sí, puedes darte cuenta de que estas no son cosas ideales para tratar.
Problemas de soplado de arco de terminación de soldadura de filete
Simultáneamente, el soldador puede enfrentar otro problema: golpe de arco. Un campo magnético rodea el electrodo cuando usamos energía de corriente continua (CC). En el centro de la junta, este campo magnético es conducido al material circundante de manera generalmente uniforme.
A medida que el arco se acerca al final de la unión, el campo magnético se contrae y prefiere permanecer en el metal que se está soldando en lugar de transferirse al aire circundante.
El campo magnético concentrado actúa sobre el arco, atrayéndolo o repeliéndolo. Como resultado, el arco es desplazado o «soplado» lejos del cráter de soldadura, de ahí el término «soplado de arco».
Comenzar una soldadura no es tan complicado como terminarla, pero también pueden existir las mismas condiciones de soplado de arco al comienzo, debido a los mismos problemas del campo magnético.
Abordar los problemas de terminación de soldadura
Para compensar tanto la acumulación de energía térmica como el soplo del arco, si se les da la opción, la mayoría de los soldadores optarán por detener la soldadura en corto, terminando tal vez un tamaño de soldadura de filete antes del final de la unión. De manera similar, la soldadura puede comenzar un tamaño de soldadura desde el extremo opuesto.
Por lo tanto, si volvemos a nuestra pregunta original y asumimos una soldadura de filete de ¼ de pulgada, entonces para una junta de 10 pulgadas, la longitud total del filete sería de 9½ pulgadas.
En el pasado, algunos códigos requerían que las soldaduras se iniciaran y terminaran un tamaño de soldadura desde el final.
Sin embargo, ese requisito planteaba otro problema: si el soldador soldaba toda la longitud de la unión, incluso con buena calidad de soldadura en toda la longitud, un inspector podría exigir que los extremos de las soldaduras se esmerilaran debido a las reglamentaciones. El inspector podría argumentar que el código dice que “las soldaduras de filete deben iniciarse o terminarse a no menos de un tamaño de soldadura desde el final de la junta”.
Y luego, está la situación en la que no se muestra la longitud de la soldadura en el dibujo de soldadura, solo una flecha con un símbolo de soldadura de filete y una flecha que apunta a la unión. La soldadura que terminó un tamaño de soldadura desde el extremo de la junta puede requerirse para «completar la soldadura», lo que, para nuestro ejemplo, significa hacer una soldadura de filete de ¼ de pulgada en cualquier extremo de la junta, y hacer que cada segmento tenga ¼ de pulgada. de largo En otras palabras, coloque un poco de soldadura en cada extremo de la junta.
Esta práctica, por supuesto, hace que el soldador, que se ocupa de cosas como el precalentamiento, la entrada de calor y las velocidades de enfriamiento, se estremezca.
Hemos discutido la opción de detener la soldadura en corto o llevar la soldadura hasta el final de la pieza. Todavía hay una tercera opción: la soldadura se puede envolver alrededor del extremo de la pieza. Por ejemplo, cuando se suelda un ángulo a una placa, esta opción puede denominarse retorno final.
El código de soldadura estructural AWS D1.1
Steel actualmente se ocupa del tema de la terminación de la soldadura en la cláusula 2.8.3.1. de la siguiente manera: General: La terminación de la soldadura de filete puede extenderse hasta los extremos o los lados de las partes o puede detenerse en corto, o puede tener retornos en los extremos, excepto como se limita en los siguientes casos:
¿Qué podemos aprender de D1.1 sobre este tema de terminación de soldadura? En primer lugar, vemos que cualquiera de las tres opciones (longitud completa, parada corta, uso de retornos finales) es generalmente aceptable, aunque existen excepciones.
Grosor del material (T) pulg. Tamaño mínimo de la soldadura de filete pulg. T < 1/41/81/4 < T < 1/23/161/2 < T < 3/41/43/4 < T5/16 Tamaño mínimo del filete soldadura de acuerdo con el código estructural AWS D1.1
Por lo general, la calidad de la soldadura se puede lograr de manera más consistente iniciando y deteniendo la soldadura aproximadamente a un tamaño de soldadura desde el final de la unión. En consecuencia, el diseñador debe suponer que una soldadura de longitud total no será en realidad la longitud total de la junta y determinar correctamente el tamaño de la soldadura de filete.
Conclusión
En general, la terminación no debe ser un foco importante del inspector de soldadura siempre que cumpla con la longitud mínima y la calidad de soldadura decente.
Sin embargo, hay ciertas excepciones que se enumeran en D1.1, y establecen cuándo las soldaduras deben detenerse en seco o el final se debe limitar. Pero recuerde que existen opciones de terminación inaceptables, estas deben comunicarse claramente a todos los involucrados en el proceso de fabricación: el ingeniero, el soldador y el inspector.