Tema 12 soldadura

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME AZCAPOTZALCO
Academia de Proyecto Por: Ing. Francisco Rodríguez Lezama
Tema 12 Soldadura
FUENTE DE PODERFUENTE DE PODER
Transforma el alto voltaje de la línea de alimentación en bajo voltaje, ej.Transforma el alto voltaje de la línea de alimentación en bajo voltaje, ej.
De 220 V. a 80 V. y el bajo amperaje en alto amperaje adecuado paraDe 220 V. a 80 V. y el bajo amperaje en alto amperaje adecuado para
soldar ej. 30 A. a 400 A.soldar ej. 30 A. a 400 A.
Se prefieren del tipo de corriente constante y la característica másSe prefieren del tipo de corriente constante y la característica más
importante es la capacidad.importante es la capacidad.
De 300 A., 400A, 600A.De 300 A., 400A, 600A.
• Los tipos más comunes son:
– Transformadores
– Transformadores-rectificadores
– Motosoldadoras (diesel ó gasolina)
– Inversores

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Tema 12 Soldadura
PARTES FUNDAMENTALES DE UN TRANSFORMADOR
Un transformador consta de: un bobinado primario, un bobinado secundario y el núcleo.
El bobinado primario: Es un arrollamiento de alambre aislado, al que se aplica la tensión que se
desea transformar, el alambre de la bobina es fino.
El bobinado secundario: Es un devanado de alambre aislado de donde se obtiene la tensión
transformada al valor deseado, el alambre de la bobina es grueso.
El nucleo: es una estructura de hierro, sobre la que se enrollan el primario y el secundario, que
sirve para conducir el campo magnético establecido por el primario de manera que se enlaza
con el secundario.

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Tema 12 Soldadura
El rectificador, rectifica la corriente alterna en corriente continua, el
suministro de esta clase de corriente permite realizar soldaduras con
cualquier tipo de electrodos.
Los rectificadores más usados son los diodos de selenio que se utilizan en
placas de aluminio.

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Tema 12 Soldadura
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

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Tema 12 Soldadura
Los generadores de soldadura son accionados por
motores a gasolina , diesel ó gas, tienen la ventaja de
ser autónomos de la corriente eléctrica. Pueden ser de
corriente alterna y continua.

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Tema 12 Soldadura

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Tema 12 Soldadura
Las máquinas se diseñan con diferentes tipos de control de corriente y son lasLas máquinas se diseñan con diferentes tipos de control de corriente y son las
siguientes:siguientes:
CONTROL POR RANGOS
CONTROL MECÁNICO
CONTROL ELECTRICO
CONTROL ELECTRONICO
reóstato

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Tema 12 Soldadura
PORTAELECTRODOPORTAELECTRODO
Transfiere la corriente eléctrica delTransfiere la corriente eléctrica del
cable al electrodo.cable al electrodo.
Está aislado para permitir laEstá aislado para permitir la
manipulación por el operador.manipulación por el operador.
Disponible en varias capacidades :Disponible en varias capacidades :
de 300 , 500, 600 Amperios.de 300 , 500, 600 Amperios.
• Es el medio de conexión del cable de
fuerza a la pieza de trabajo.
• Están disponibles en varios
tamaños y amperajes de: 300 , 500,
600, 1000.
PINZA DE TIERRAPINZA DE TIERRA

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Tema 12 Soldadura
CORRIENTE ALTERNA ( AC )CORRIENTE ALTERNA ( AC )
• El sentido del flujo de corriente cambia 120 veces por segundo
(frecuencia de 60 Hz).
– Se obtiene una penetración y una tasa de depósito media.
– Se reduce el soplo magnético.
– El equipo es más económico.
CORRIENTE DIRECTA (DC)CORRIENTE DIRECTA (DC)
• La corriente directa fluye continuamente en un solo sentido.
– Puede usarse con todos los tipos de electrodos recubiertos.
– Es la mejor opción para aplicaciones a bajos amperajes.

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Tema 12 Soldadura
RELACIÓN V - ARELACIÓN V - A

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Tema 12 Soldadura
VELOCIDAD DE AVANCEVELOCIDAD DE AVANCE
• Depende del operador y es la rapidez con la
que el baño de fusión se desplaza a lo largo
de la junta.
• Al aumentar la velocidad de avance:
– Se reduce el tamaño del cordón
– Se produce ligeramente una socavadura.

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Tema 12 Soldadura
EFECTO DE LAS VARIABLESEFECTO DE LAS VARIABLES

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Tema 12 SoldaduraFactor de marcha (duty cycle)
El factor de marcha en las máquinas de soldar dura 10 minutos, esto es muy importante a
la hora de seleccionar una máquina.
Un factor de marcha del 20% significa:
EL 20% de 10 minutos es 2 minutos, la máquina puede trabajar durante 2 minutos con el
arco encendido, luego de esto la máquina sufrirá un recalentamiento en sus bobinas.
Si el arco se interrumpe antes, empieza un nuevo ciclo en el momento que se enciende el
arco nuevamente.
No significa que el soldador debe soldar 2 minutos seguidos y descansar 8 minutos.
Las máquinas para proceso MIG – MAG, por lo general vienen con ciclos de trabajo del
60%, ya que se puede soldar continuamente durante varios minutos.
NEMA
Ciclo = 10 minutos
60% => Equipo funciona 6 min y para 4 min
40ºC
ISO
Ciclo = 5 minutos
60% => Equipo funciona 3 min y para 2 min
25ºC

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Tema 12 Soldadura
Factor de Trabajo
• Se basa en la cantidad de calor generada por
una máquina y su capacidad de refrigeración.
Qp = calor producido
Qe = calor extraido
Para que el factor de trabajo sea 100%...
Qe > Qp
MEDIO AMBIENTE:
La temperatura exterior es
una variable importante,
pues de ella depende el
calor extraído.
Fuente de Poder

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Tema 12 Soldadura
Prevención de Accidentes I
Medidas de protección contra la electricidad. Protección contra
los rayos invisibles: infrarojos, ultravioleta, salpicaduras,
escoria.
Protección contra los gases, humos y vapores. Prevención
contra incendios, uso de extintores.

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Tema 12 Soldadura
Protección PersonalProtección Personal
1. Careta de soldar, protege los ojos, la cara, el
cuello y debe estar provista de filtros inactínicos de
acuerdo al proceso e intensidades de corriente
empleadas
Un casco soldador o escudo de mano adecuado es
necesario para toda soldadura por arco.
2. Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura
interna, para proteger las manos y muñecas.
3. Mandíl o delantal de cuero, para protegerse de
salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del
arco.
4. Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario
hacer soldadura en posiciones verticales y sobre
cabezal deben usarse estos aditamentos, para
evitarlas severas quemaduras que puedan ocasionar
las salpicaduras del metal fundido.
5. Zapatos de seguridad, que cúbranlos tobillos
para evitar él atrape de salpicaduras.
6. Capucha protege el cabello y el cuero cabelludo,
especialmente cuando se hace soldadura en
posiciones.

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Tema 12 Soldadura
SEGURIDADSEGURIDAD
RECOMENDACIONES:RECOMENDACIONES:
•• No se realizarán trabajos de soldadura utilizando lentes deNo se realizarán trabajos de soldadura utilizando lentes de
contacto.contacto.
•• Se comprobará que las caretas no estén deterioradas puesto queSe comprobará que las caretas no estén deterioradas puesto que
si así fuerasi así fuera no cumplirían su función.no cumplirían su función.
•• Verificar que el cristal de las caretas sea el adecuado para la tareaVerificar que el cristal de las caretas sea el adecuado para la tarea
que seque se va a realizar.va a realizar.
•• Para picar la escoria o cepillar la soldadura se protegerán los ojos.Para picar la escoria o cepillar la soldadura se protegerán los ojos.
•• Los ayudantes y aquellos que se encuentren a corta distancia deLos ayudantes y aquellos que se encuentren a corta distancia de
laslas soldaduras deberán usar gafas con cristales especiales.soldaduras deberán usar gafas con cristales especiales.
•• Cuando sea posible se utilizarán pantallas o mamparas alrededorCuando sea posible se utilizarán pantallas o mamparas alrededor
deldel puesto de soldadurapuesto de soldadura
•• Para colocar los electrodos se utilizaran siempre guantes, y sePara colocar los electrodos se utilizaran siempre guantes, y se
desconectarádesconectará la maquina.la maquina.
•• La pinza deberá estar lo suficientemente aislada y cuando esteLa pinza deberá estar lo suficientemente aislada y cuando este
bajo tensiónbajo tensión deberá tomarse con guantes.deberá tomarse con guantes.
•• Las pinzas no se depositarán sobre materiales conductores.Las pinzas no se depositarán sobre materiales conductores.

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Tema 12 Soldadura
SEGURIDADSEGURIDAD
Seguridad eléctrica al usar una máquinaSeguridad eléctrica al usar una máquina
soldadora.soldadora.
•• Máquina soldadora (Fuente de Poder).Máquina soldadora (Fuente de Poder).

a) Circuitos con corriente.a) Circuitos con corriente.

b) Línea de tierra.b) Línea de tierra.

c) Cambio de polaridad.c) Cambio de polaridad.

d) Cambio de rango de amperaje.d) Cambio de rango de amperaje.

e) Circuito de soldadura.e) Circuito de soldadura.
••Seguridad en operaciones de soldadura.Seguridad en operaciones de soldadura.

a) Recomendaciones.a) Recomendaciones.

b) Condiciones ambientalesb) Condiciones ambientales

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Tema 12 Soldadura
SEGURIDADSEGURIDAD
Humedad:Humedad:
La humedad entre el cuerpo yLa humedad entre el cuerpo y
algo electrificado forma una líneaalgo electrificado forma una línea
a tierra que puede conducira tierra que puede conducir
corriente al cuerpo del operador ycorriente al cuerpo del operador y
producir un choque eléctrico.producir un choque eléctrico.
El operador nunca debe estarEl operador nunca debe estar
sobre una poza o sobre suelosobre una poza o sobre suelo
húmedo cuando suelda, comohúmedo cuando suelda, como
tampoco trabajar en un lugartampoco trabajar en un lugar
húmedo.húmedo.
Deberá conservar sus manos,Deberá conservar sus manos,
vestimenta y lugar de trabajovestimenta y lugar de trabajo
continuamente secos.continuamente secos.
HUMEDAD

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Tema 12 Soldadura
GASES INDUSTRIALESGASES INDUSTRIALES
Clasificación de los gases.Clasificación de los gases.
- Clasificación según propiedades- Clasificación según propiedades
químicas.químicas.

•• Gases inflamables.Gases inflamables.

•• Gases no inflamables.Gases no inflamables.

•• Gases neutros o inertes.Gases neutros o inertes.

•• Gases reactivos.Gases reactivos.

•• Gases tóxicos.Gases tóxicos.

•• Gases corrosivos.Gases corrosivos.
- Clasificación según propiedades físicas.- Clasificación según propiedades físicas.

•• Gases comprimidos.Gases comprimidos.

•• Gases licuados.Gases licuados.
∀
•• Gases criogénicosGases criogénicos..

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Tema 12 Soldadura
GASES INDUSTRIALES
códigos de colores

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Tema 12 Soldadura
RIESGOS HIGIENICOSRIESGOS HIGIENICOS
Los problemas higiénicos que se presentan en las operaciones deLos problemas higiénicos que se presentan en las operaciones de
soldadura se deben asoldadura se deben a::

loslos humos metálicoshumos metálicos procedentesprocedentes de los materiales a soldarde los materiales a soldar (tanto del(tanto del
metal base como del recubrimiento o material de aportación)metal base como del recubrimiento o material de aportación)

los humoslos humos procedentes deprocedentes de recubrimientos de las piezasrecubrimientos de las piezas a soldara soldar
(pinturas o productos derivados de sustancias desengrasantes,(pinturas o productos derivados de sustancias desengrasantes,
galvanizado, cromado, etc.).galvanizado, cromado, etc.).

Por otra parte, las altas temperaturas que se producen en la operaciónPor otra parte, las altas temperaturas que se producen en la operación
originan laoriginan la ionización de los gasesionización de los gases existentes en el aire formándoseexistentes en el aire formándose
ozonoozono yy óxidos nitrososóxidos nitrosos..

Otros tipos de riesgos son los debidos a contaminantes físicos originadosOtros tipos de riesgos son los debidos a contaminantes físicos originados
por laspor las radiaciones UVradiaciones UV y en algunos tipos de soldadura pory en algunos tipos de soldadura por ruidoruido, sobre, sobre
todo en las operaciones de calderería.todo en las operaciones de calderería.

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Tema 12 Soldadura
FACTORES DE RIESGOFACTORES DE RIESGO
HUMOS Y GASES DE SOLDADURAHUMOS Y GASES DE SOLDADURA
Los vapores y los gases que se desprenden de losLos vapores y los gases que se desprenden de los
procedimientos de soldaduraprocedimientos de soldadura pueden hacer enfermar alpueden hacer enfermar al
operariooperario. El riesgo depende de:. El riesgo depende de:
ElEl métodométodo que emplee para soldar (tal como MIG [soldadura al arco enque emplee para soldar (tal como MIG [soldadura al arco en
atmósfera de gas inerte con electrodo consumible], TIG [soldadura conatmósfera de gas inerte con electrodo consumible], TIG [soldadura con
arco de tugnsteno], o con varilla).arco de tugnsteno], o con varilla).
ElEl materialmaterial de que esté hecha la varilla de soldar (el electrodo).de que esté hecha la varilla de soldar (el electrodo).
LosLos metalesmetales de relleno y los metales de base (tales como acero livianode relleno y los metales de base (tales como acero liviano
y acero inoxidable)y acero inoxidable)
Las pinturas y otrosLas pinturas y otros revestimientosrevestimientos de los metales que esté soldandode los metales que esté soldando
LaLa ventilaciónventilación..

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Tema 12 Soldadura
FACTORES DE RIESGO: HUMOS Y GASES DE SOLDADURAFACTORES DE RIESGO: HUMOS Y GASES DE SOLDADURA
MATERIALES PELIGROSOSMATERIALES PELIGROSOS
METALES.METALES. LOS SIGUIENTES SONLOS SIGUIENTES SON
ALGUNOS DE LOS METALESALGUNOS DE LOS METALES
TÓXICOS.TÓXICOS.
•• ElEl acero inoxidableacero inoxidable contienecontiene
níquel y cromo. El níquel causa asma. Elníquel y cromo. El níquel causa asma. El
níquel y el cromo pueden ocasionarníquel y el cromo pueden ocasionar
cáncer. El cromo puede ocasionarcáncer. El cromo puede ocasionar
problemas respiratorios y "agujeros"problemas respiratorios y "agujeros"
entre las fosas nasales.entre las fosas nasales.
•• ElEl acero liviano (acero rojo) y elacero liviano (acero rojo) y el
acero al carbonoacero al carbono contienencontienen
manganeso. El manganeso puedemanganeso. El manganeso puede
ocasionar la enfermedad de Parkinson laocasionar la enfermedad de Parkinson la
cual lesiona los nervios y los músculos.cual lesiona los nervios y los músculos.
•• ElEl cinccinc en el metal galvanizado oen el metal galvanizado o
en la pintura puede ocasionar lo que seen la pintura puede ocasionar lo que se
conoce comoconoce como fiebre por vapor de metalfiebre por vapor de metal
la cual le hará sentir como que tiene unla cual le hará sentir como que tiene un
resfrío fuerte y desaparece en unasresfrío fuerte y desaparece en unas
pocas horas o días después de haberpocas horas o días después de haber
sido expuesto.sido expuesto.
REVESTIMIENTOS y RESIDUOSREVESTIMIENTOS y RESIDUOS
•• ElEl plomoplomo (contenido en(contenido en
algunas pinturas) puede ocasionaralgunas pinturas) puede ocasionar
envenenamientoenvenenamiento por plomo—por plomo—
dolores de cabeza, sensibilidad endolores de cabeza, sensibilidad en
los músculos y las articulaciones,los músculos y las articulaciones,
náusea, retortijones, irritabilidad,náusea, retortijones, irritabilidad,
pérdida de la memoria, anemia ypérdida de la memoria, anemia y
daño en los riñones y el sistemadaño en los riñones y el sistema
nervioso. Si el polvo del plomonervioso. Si el polvo del plomo
penetra en su hogar a través de supenetra en su hogar a través de su
ropa o sus zapatos, podría tambiénropa o sus zapatos, podría también
enfermar a su familia, en particularenfermar a su familia, en particular
a los niños.a los niños.
•• ElEl cadmiocadmio (contenido en(contenido en
algunas pinturas y rellenos) puedealgunas pinturas y rellenos) puede
ocasionar problemas en los riñonesocasionar problemas en los riñones
y también cáncer.y también cáncer.

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Tema 12 Soldadura
FACTORES DE RIESGO :HUMOS Y GASES DEFACTORES DE RIESGO :HUMOS Y GASES DE
SOLDADURASOLDADURA
MATERIALES PELIGROSOSMATERIALES PELIGROSOS
DISOLVENTESDISOLVENTES
•• Soldaduras hechasSoldaduras hechas
sobre disolventessobre disolventes , o cerca de, o cerca de
ellos, pueden generarellos, pueden generar fosgenofosgeno,,
un gas venenoso. El gas puedeun gas venenoso. El gas puede
producir líquido en los pulmones.producir líquido en los pulmones.
Quizá ni siquiera note elQuizá ni siquiera note el
problema hasta horas despuésproblema hasta horas después
de haber terminado de soldar.de haber terminado de soldar.
Pero el líquido en los pulmonesPero el líquido en los pulmones
puede ocasionar la muerte.puede ocasionar la muerte.
GASESGASES
•• Cuando se utilizaCuando se utiliza dióxido dedióxido de
carbonocarbono como blindaje, se puede formarcomo blindaje, se puede formar
monóxido de carbono el cual lo puedemonóxido de carbono el cual lo puede
matar. El monóxido de carbono también sematar. El monóxido de carbono también se
puede formar en la soldadura depuede formar en la soldadura de
oxiacetileno.oxiacetileno.
•• ElEl arco de soldaduraarco de soldadura puede formarpuede formar
ozonoozono yy óxidos nitrososóxidos nitrosos traídos del aire.traídos del aire.
La soldadura MIG y TIG producen la mayorLa soldadura MIG y TIG producen la mayor
cantidad decantidad de ozonoozono, especialmente cuando, especialmente cuando
se suelda aluminio. Estos vapores irritanse suelda aluminio. Estos vapores irritan
los ojos, la nariz, la garganta y loslos ojos, la nariz, la garganta y los
pulmones y pueden dañar los pulmones.pulmones y pueden dañar los pulmones.
•• LosLos óxidos nitrososóxidos nitrosos puedenpueden
producir líquido en los pulmonesproducir líquido en los pulmones

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Tema 12 Soldadura
FACTORES DE RIESGO : HUMOS Y GASES DEFACTORES DE RIESGO : HUMOS Y GASES DE
SOLDADURASOLDADURA
Sistema de prevención deSistema de prevención de
humos de soldadurahumos de soldadura
•• Fijos.Fijos.
•• Móviles.Móviles.
•• Ventilación generalVentilación general
•• Extracción incorporadaExtracción incorporada
en laen la pistola depistola de
soldadurasoldadura
•• Extracción incorporadaExtracción incorporada
en laen la pantalla de protecciónpantalla de protección

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Tema 12 Soldadura
RADIACIONES UV Y LUMINOSASRADIACIONES UV Y LUMINOSAS
Riesgos debidos a los rayos nocivos
Zona Longitud de onda Entorno Lesiones
UV-C 100 a 280 nm Entorno Industrial.
Soldadura de Arco.
Foto queratitis, eritema, cáncer y pérdida de
visión.
UV-B 280 a 315 nm Luz solar.
Entorno industrial
Cataratas, eritema, cáncer.
UV-A 315 a 400 nm Trabajos exteriores. Foto queratitis, cataratas, molestia visual.
LUZ VISIBLE 400 a 700 nm Entorno industrial. Lesiones fotoquímicas y térmicas de la retina.
INFRARROJO 700 a 3000 nm Soldadura eléctrica, trabajo de
fusión (fabricación del vidrio y el
acero).
Procesos microondas.
Luz solar.
Lesiones térmicasen la retina. Pérdida de la
vista. Cataratas.

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Tema 12 Soldadura
Protecció n individual

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Tema 12 Soldadura
Protecciones generales o colectivas
El material debe estar hecho de un material opaco o translúcido robusto. La parte inferior debe estar al menos a
50 cm del suelo para facilitar la ventilación. Se debería señalizar con las palabras: PELIGRO ZONA DE
SOLDADURA, para advertir al resto de los trabajadores
PELIGRO ZONA DE SOLDADURA

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Tema 12 Soldadura
FACTORES DE RIESGO RUIDOFACTORES DE RIESGO RUIDO
RuidoRuido.- Todo sonido indeseable que moleste o perjudique a las.- Todo sonido indeseable que moleste o perjudique a las
personas.personas.
Fuente emisora de ruidoFuente emisora de ruido.- Toda causa capaz de emitir al.- Toda causa capaz de emitir al
ambiente ruido contaminante.ambiente ruido contaminante.
Presión acústicaPresión acústica.- Es el incremento en la presión atmosférica.- Es el incremento en la presión atmosférica
debido a una perturbación acústica cualquiera.debido a una perturbación acústica cualquiera.
Dispersión acústicaDispersión acústica.- Fenómeno físico consistente en que la.- Fenómeno físico consistente en que la
intensidad de la energía disminuye a medida que se aleja de laintensidad de la energía disminuye a medida que se aleja de la
fuente.fuente.

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Tema 12 Soldadura
Simbología de soldadura I
Posiciones de soldadura: plana,
horizontal, vertical, sobrecabeza.
Tipos y preparación de juntas
Simbología según AWS A2.4

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Tema 12 SoldaduraPOSICIÓN PLANAPOSICIÓN PLANA
• Unión a Filete.- Recto ó ondulante, baño recto ó oscilación anchaUnión a Filete.- Recto ó ondulante, baño recto ó oscilación ancha
Unión a Filete.- Rectos (pequeña ondulación debe ser usada en lugares
estrechos)
Colocación de los Cordones.- De abajo hacia arriba
HORIZONTALHORIZONTAL

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Tema 12 Soldadura
SOBRECABEZASOBRECABEZA
PROGRESION VERTICAL
Ascendente
– Mayor penetración
– Mayor
depositación
Descendente
– Más rápida
– Menor penetración
– Menor dilución

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Tema 12 Soldadura
CORDÓN DE SOLDADURACORDÓN DE SOLDADURA
Soldadura Resultante de un PasoSoldadura Resultante de un Paso
Cordón Oscilante
Cordón Recto
Pase de Soldadura .- Una simple progresión de soldadura a lo largo de la
unión. El resultado de un paso es el cordón de soldadura.
PASOSPASOS

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Tema 12 Soldadura
TIPOS DE PASOSTIPOS DE PASOS
Paso de fondeoPaso de fondeo
Paso calientePaso caliente
RellenoRelleno
VistaVista

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Tema 12 Soldadura
TÉCNICAS DE OSCILACIÓNTÉCNICAS DE OSCILACIÓN
RectoRecto
CirculoCirculo
OscilanteOscilante
Zig-ZagZig-Zag
OndularOndular
RectoRecto
Doble JDoble J
CrecienteCreciente

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Tema 12 Soldadura
Materiales de base I
Clasificación de Aceros al carbono y aceros de baja aleación según
ASTM, propiedades y soldabilidad.
PROPIEDADES DE LOS METALES
Las propiedades de los metales se pueden dividir en tres grandes categorías: Propiedades
mecánicas, Propiedades Físicas y Propiedades Corrosivas.
PROPIEDADES MECANICAS
Resistencia máxima a la Tensión. La máxima carga que soporta el metal antes de
fracturarse.
Deformación a la fatiga. La cantidad de deflexión experimentada por el metal al aplicársele
un carga.
Resistencia a la fatiga. Resistencia a la tensión de un material bajo carga dinámica o cíclica.
Módulo de elasticidad. La relación de fatiga a deformación. Entre más alto el módulo de
elasticidad, más fuerte el metal.
Región Elástica. Donde la fatiga esta directamente relacionada con la deformación y el
metal regresa a su forma original al quitar la carga

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Tema 12 Soldadura
TIPO % C USOS
Bajo 0.15
máximo
Estructural,
electrodos para
soldadura
Dulce 0.15 –
0.30
Estructural,
tanques, tubería
Medio 0.30 –
0.60
Maquinaría,
herramientas
Alto Más de
0.60
Herramientas,
matrices,
resortes, rieles
para ferrocarril
CLASIFICACION DE LOS ACEROS
POR EL CONTENIDO DE CARBONO
TIPO CONTENIDO
Al
carbono
C : 1%
Baja
aleación
Elementos aleantes:
5% máximo
Aleados Elementos aleantes:
Más de 5%
POR EL CONTENIDO DE ELEMENTOS ALEANTES

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Tema 12 Soldadura
MATERIALES DE APORTE I
-TIPOS DE ELECTRODOS, fabricación, conservación
-CLASIFICACION Y ESPECIFICACION SEGÚN
AWS A5.1, AWS A5.5

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Tema 12 Soldadura
Materias Primas
 Núcleo
– Alambrón de 6 a 8
mm de diámetro
suministrado en
rollos o bobinas,
aprox 1500 Kg
 FundenteFundente
– Minerales tales como arena deMinerales tales como arena de
circonio, rutilo, celulosa,circonio, rutilo, celulosa,
caolín, polvo de hierro, etccaolín, polvo de hierro, etc
– La mezcla se aglutina y se le daLa mezcla se aglutina y se le da
consistencia con un liganteconsistencia con un ligante
– Se aplica al electrodo medianteSe aplica al electrodo mediante
una prensa de extrusiónuna prensa de extrusión
ELECTRODO REVESTIDO

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Tema 12 Soldadura
Proceso de Fabricación
Núcleo
Revestimiento

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Tema 12 Soldadura
RECUBRIMIENTO ORGÁNICORECUBRIMIENTO ORGÁNICO
Clasificación AWS
Descripción
E6010
Este es un electrodo con polvo de hierro, de alta penetración y
un arco suave, recomendado para soldarse con corriente
directa en polaridad invertida (DC+). Es la mejor opción para
placas de acero que estén sucias, oxidadas o pintadas y que no
puedan ser limpiadas completamente. Excelente aplicación en
vertical descendente, deja una ligera capa de escoria.
E6011
Este es un electrodo con polvo de hierro diseñado para ser
aplicado con fuentes de poder industriales AC. Baja
salpicadura, arco suave y una profunda penetración. También
es la mejor opción para soldar orillas de láminas, soldaduras a
tope y esquinas. Se puede utilizar con corriente directa
polaridad invertida (DC+).

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Tema 12 Soldadura
RECUBRIMIENTO RUTÍLICORECUBRIMIENTO RUTÍLICO
Clasificación
AWS Descripción
E6013
Este electrodo de rutilo de solidificación rápida ofrece
excelente suavidad de arco y control en todas posiciones;
diseñados para aplicarse en AC/DC con fuente de poder de
bajo voltaje de circuito abierto (OCV). Contienen una alta
concentración de compuestos de potasio que brindan
penetración con baja intensidad de arco, mayor comodidad
del operador y un acabado terso del cordón.

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Tema 12 Soldadura
BAJO HIDRÓGENOBAJO HIDRÓGENO
Clasificación
AWS Descripción
E7018
Electrodo de bajo contenido de hidrógeno,
baja absorción de humedad y gran
porcentaje de polvo de hierro en el
revestimiento. Están diseñados para
movimientos de soldadura rápidos y para
operar a corrientes de AC/DC. Las
características principales del arco son:
bajo nivel de salpicadura, profundidad de
penetración media y estabilidad. Además,
puede aplicarse en todas posiciones. Para
un mejor desempeño se recomienda un
arco corto durante su aplicación.

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Tema 12 Soldadura
E 6 0 1 1
SOLDADURA ELECTRICA
POSICIONES DE SOLDADURA
1 1G - 2G - 3G - 4G - 5G - 6G - 1F - 2F - 3F - 4F
2 1G-2G 1F-2F
3 1G 1F
TIPO DE
REVESTIMIENTO
CORRIENTE POLO
0 CELULOSA SODIO CC +
1 CELULOSA POTASIO CA - CC +
2 TITANIO SODIO CA - CC -
3 TITANIO POTASIO CA - CC -
4 TITANIO POLVO DE
HIERRO 30 %
CA - CC + -
5 BAJO HIDROGENO
SODIO
CC +
6 BAJO HIDROGENO
POTASIO
CA - CC +
7 POLVO DE HIERRO CA - CC + -
8 BAJO HIDROGENO
POLVO DE HIERRO
CA - CC +
RESISTENCIA A L A TRACCION
PSI Mpa.
60 60.000 414
70 70.000 482
80 80.000 550
90 90.000 620
100 100.000 690
110 110.000 760
120 120.000 830
AWS A5.1

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
E 6 0 1 1
SOLDADURA ELECTRICA
POSICIONES DE SOLDADURA
1 1G - 2G - 3G - 4G - 5G - 6G - 1F - 2F - 3F - 4F
2 1G-2G 1F-2F
3 1G 1F
TIPO DE REVESTIMIENTO CORRIENTE POLO
0 CELULOSA SODIO CC +
1 CELULOSA POTASIO CA - CC +
2 TITANIO SODIO CA - CC -
3 TITANIO POTASIO CA - CC -
4 TITANIO POLVO DE HIERRO
30 %
CA - CC + -
5 BAJO HIDROGENO SODIO CC +
6 BAJO HIDROGENO
POTASIO
CA - CC +
7 POLVO DE HIERRO CA - CC + -
8 BAJO HIDROGENO POLVO
DE HIERRO
CA - CC +
RESISTENCIA A L A TRACCION
PSI Mpa.
60 60.000 414
70 70.000 482
80 80.000 550
90 90.000 620
100 100.000 690
110 110.000 760
120 120.000 830
AWS A5.1

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
RECUBRIMIENTORECUBRIMIENTO
Recubrimiento Tipo de corriente Penetración
EXXX0 Celulósico, Sodio DCEP Profunda
EXXX1 Celulósico, Potasio AC, DCEP Profunda
EXXX2 Rutílico, Sodio AC, DCEN Media
EXXX3 Rutílico, Potasio AC, DCEP, DCEN Ligera
EXXX4 Rutílico, Polvo de hierro AC, DCEP, DCEN Ligera
EXXX5 Bajo hidrógeno, Sodio DCEP Media
EXXX6 Bajo hidrógeno, Potasio AC, DCEP Media
EXXX7 Oxido de hierro, Polvo de hierro AC, DCEP, DCEN Media
EXXX8 Bajo hidrógeno, Polvo de hierro AC, DCEP Media
EXXX9 Oxido de hierro, Rutílico, Potasio AC, DCEP, DCEN Media

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
Clasificación de electrodos de la especificación
E-7010-A1
E-7011-A1
E-7015-A1
E-7016-A1
E-7018-A1
E-7020-A1
E-7027-A1
E-8016-B1
E-8018-B1
E-8015-B2L
E-8016-B2
E-8018-B2
E-8018-B2L
E-8015-B4L
E-8016-B5
E-8016-C1
E-8018-C1
E-8016-C2
E-8018-C2
E-8016-C3
E-8018-C3
E-9015-B3
E-9015-B3L
E-9016-B3
E-9018-B3
E-9018-B3L
E-9015-D1
E-9018-D1
E-9018-M
E-10015-D2
E-10016-D2
E-10018-D2
E-10018-M
E-11018-M
E-12018-M
EXX10-G
EXX11-G
EXX13-G
EXX15-G
EXX16-G
EXX18-G
E-7020-G

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
Propiedades Físicas (AWS A 5.5)
Dado que muchos aceros de baja aleación requieren de un tratamiento
térmico de post-calentamiento para revelar los esfuerzos internos
generados por la soldadura, es necesario hacer pruebas físicas en el
metal-soldadura en la mayoría de los electrodos, después que la muestra
ha sido revelada de esfuerzos. Los únicos electrodos a los que se permite
hacerles pruebas físicas únicamente en su condición “como queda la
soldadura” para fines de clasificación son el E-8016-C3, E-8018-C3,
E-9018-M, E-10018-M, E-11018-M y E-12018-M.
Propiedades de Impacto
Muchos aceros de baja aleación son desarrollados para servicio a bajas
temperaturas; por lo tanto las propiedades al impacto del metal-soldadura
indicado para unir a estos aceros es de suma importancia. Todas las
pruebas de impacto se realizan en probetas de estos materiales de aporte
después de haberse relevado de esfuerzos. Las excepciones son:
electrodos E-8016-C3, E-8018-C3, E-9018-M, E-10018-M, E-
11018-M y E-12018-M. La tabla III enlista los valores mínimos al
impacto que requiere especificación AWS A 5.5.

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
Una gran variedad de aceros rolados con enfriamiento controlados
que se encuentran en el mercado tienen un límite elástico mínimo de
50,000 Lbs/Pulg2 y una resistencia de 70,000 Lbs/Pulg2.
Para soldar éstos aceros se utilizan electrodos de bajo hidrógeno de
esos niveles de resistencia.
Algunos de los aceros de baja aleación y alta resistencia a la
tensión se proyectan para usarse a temperaturas bajo cero.
Para soldar éstos aceros se usan electrodos que contienen Niquel,
tipos C1, C2 y C3.
Los aceros al cromo-molibdeno de baja aleación se usan para
servicio a temperaturas moderadamente altas, como tuberías y
calderas utilizadas en plantas generadoras de energía.
Para soldar éstos aceros se usan electrodos bajos en hidrógeno con
Cr-Mo tipos B1, B2 y B3.
La tubería de alta resistencia utilizada para el transporte de gas y
petroleo se suelda en el campo con electrodos celulósicos de baja
aleación de los tipos
E-7010 y E-8010.
CONDICIONES DE SERVICIO

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 SoldaduraEFICIENCIAEFICIENCIA
55
65.7
61.6 60.7 62.5
69.7
0
20
40
60
80
E6010 E6011 E6013 E7014 E7018 E7024
Tipo de Electrodo
Eficiencia(%)
Incluye una pérdida en cabos de 2”Incluye una pérdida en cabos de 2”

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
Defectos de soldadura I
Defectos externos: mordeduras, poros superficiales, falta de
penetración , fisuras.
Defectos internos: poros, falta de fusión, inclusión de escoria.
Causas y correcciones.

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Tema 12 SoldaduraMAL ASPECTO DE LA SOLDADURAMAL ASPECTO DE LA SOLDADURA
• Causas Probables
– Conexiones defectuosas
– Recalentamientos
– Electrodo inadecuado
– Longitud de arco y amperaje inadecuado
• Recomendaciones
– Usar la longitud de arco, el ángulo
(posición) del electrodo y la velocidad de
avance adecuado
– Evitar el recalentamiento
– Usar oscilación uniforme
– Evitar usar corriente demasiado elevada
– Corriente muy elevada
– Arco muy largo
– Soplo magnético excesivo
• Recomendaciones
– Disminuir la intensidad de la corriente
– Acortar el arco
– Ver lo indicado para “Arco desviado o
soplado”
SALPICADURA EXCESIVASALPICADURA EXCESIVA

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 SoldaduraARCO DESVIADO (SOPLO DEL ARCO)ARCO DESVIADO (SOPLO DEL ARCO)
Causas Probables
El campo magnético generado por la CC que
produce la desviación del arco
Recomendaciones
Usar CA
Contrarrestar la desviación del arco con la posición del
electrodo
Cambiar de lugar la grapa a tierra
Usar un banco de trabajo no magnético
Usar barras de bronce o cobre para separar la pieza del banco
Causas Probables
Manejo defectuoso del electrodo
Selección inadecuada del tipo de electrodo
Corriente Elevada
Recomendaciones:
Usar oscilación uniforme en las soldaduras de tope
Usar electrodo adecuado
Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano
vertical al soldar filetes horizontales

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
SOLDADURA POROSASOLDADURA POROSA
Causas Probables
Longitud del arco excesivamente largo
o excesivamente corto
Corriente inadecuada
Electrodo defectuoso
Recomendaciones
Averiguar si hay impurezas en el metal base
Usar corriente adecuada
Utilizar el vaivén para evitar sopladuras
Mantener el arco más largo
Usar electrodos de bajo contenido de hidrógeno

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
Fisuras
Causas probables
Electrodo inadecuada
Falta de relación entre el tamaño de la
soldadura
y las piezas que se unen
Recomendaciones
Eliminar la rigidez de la unión con un buen
proyecto de la estructura y un
procedimiento de
soldadura adecuado
Precalentar las piezas
Evitar soldaduras con primeras pasadas
Seleccionar un electrodo adecuado

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Tema 12 Soldadura
SOLDADURASOLDADURA
AGRIETADAAGRIETADA
Causas Probables
Electrodo Inadecuado
Tratamiento térmico deficiente
Soldadura endurecida al aire
Enfriamiento brusco
Recomendaciones
Usar un electrodo con bajo contenido de hidrógeno
o de tipo austenítico
Calentar antes o después de soldar
Procurar poca penetración
Asegurar enfriamiento lento
PENETRACIÓNPENETRACIÓN
INCOMPLETAINCOMPLETA
Causas Probables
Velocidad Excesiva
Electrodo de diámetro excesivo
Corriente muy baja
Preparación deficiente
Electrodo de diámetro pequeño
Recomendaciones
Usar corriente adecuada.
Soldar con lentitud necesaria para logra buena
penetración
Elegir Electrodo de acuerdo al tamaño del bisel

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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura
CONTRACCIÓN Y DILATACIÓNCONTRACCIÓN Y DILATACIÓN
– Diseño Inadecuado
– Contracción del metal de aporte
– Sujeción defectuosa de la pieza
– Preparación deficiente
– Recalentamiento en la unión
• Recomendaciones
– Corregir el diseño
– Martillar (con martillo de peña)
los bordes de la unión antes de
soldar
– Aumentar la velocidad de avance
– Evitar separación excesiva entre
piezas
Longitudinal
Contracciones
Lateral
Angular
Angular

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Tema 12 Soldadura
DISTORSIÓNDISTORSIÓN
– Calentamiento desigual o irregular
– Orden inadecuado de operación
– Contracción del metal aporte
• Recomendaciones
– Puntear la unión o sujetar las piezas con prensas
– Conformar las piezas antes de soldarlas
– Eliminar las tensiones resultantes de la laminación o conformación
antes de soldar
– Distribuir la soldadura para que el calentamiento sea uniforme

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Tema 12 SoldaduraSECUENCIA DE LOS CORDONES
1
1
2
2
3
3
3
1 1
2

SIMBOLOGÍA PARA LAS UNIONES SOLDADAS
Se muestran en forma simplificada los símbolos para representar las características de las
uniones soldadas utilizados por la AWS
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ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura

SIMBOLOGÍA PARA LAS UNIONES SOLDADAS
LOCALIZACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UN SÍMBOLO DE SOLDADURA
Algunos ejemplos:
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Tema 12 Soldadura

UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
El estado tensional de una soldadura sometida a fuerza paralelas o normales a su eje es muy
complejo, por lo que las normas dan procedimientos simplificados avalados por ensayos
La resistencia de la unión esta determinada por:
 La resistencia de la soldadura en el plano de la misma
 La resistencia del metal base en cercanías de la soldadura
Los posibles planos de falla son:
 (a) Plano 1-1 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia del material A
 (b) Plano 2-2 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia al corte de la soldadura
 (c) Plano 3-3 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia del material B
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Tema 12 Soldadura

UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
Uniones a tope de penetración completa
 Para fuerzas de tracción o compresión normales o paralelas al eje de la soldadura al estar
restituida la sección es determinante la resistencia del material base
 Para solicitaciones por corte la falla puede ser en la base o en la soldadura
Uniones a tope de penetración parcial
 Para compresión normal al eje de la soldadura la fuerza se transmite por contacto de las piezas y
manda la resistencia del metal base
 Si la fuerza es paralela a la soldadura su resistencia no incide sobre la pieza
 Para corte paralelo al eje es la soldadura la que manda pues no ocupa toda el área de la sección
 Para tracción normal al área la distribución tensional se hace compleja por la excentricidad y
puede tomarse conservadoramente tanto corte en la base como en la soldadura
Uniones de filete
 Para simplificar se considera una única resistencia como corte en el área efectiva sea la fuerza
paralela o normal al eje de la soldadura
 Si en la unión la fuerza es de tracción o compresión paralela al eje de la soldadura, esta no
define la resistencia
Uniones de tapón y muesca
 La soldadura trabaja al corte paralelo a la superficie de contacto entre las chapas
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Tema 12 Soldadura

UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS (301-EL J.2-4)
Rd = Ø . FBM . ABM
Rd = Ø . Fw . Aw
La resistencia de diseño de la soldadura será el menor valor de:
Siendo
Rd : Resistencia de diseño de la soldadura
FBM : Resistencia nominal del metal base
Fw : Resistencia nominal del electrodo
ABM : Ärea de la sección transversal del metal base
Aw : Ärea efectiva de la soldadura
Los valores de Ø FBM Fw y el estado límite determinante para cada tipo de soldadura y esfuerzo se
dan en la Tabla J.2-5 del 301-EL
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Tema 12 Soldadura

Tabla J.2-5 UNIONES SOLDADAS
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Tema 12 Soldadura

PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES QUE TRANSMITEN FUERZA AXIL
El CIRSOC 301-EL (Sección J.1.8) exige que el baricentro de los medios de unión coincida con
el baricentro de la barra excepto:
 Que la excentricidad resultante de la no coincidencia sea considerada en el cálculo
de las solicitaciones
 Que las uniones sean extremos de ángulos simples o dobles axialmente cargados y
sometidos a cargas estáticas
PROCESO DE PROYECTO DE LA UNIÓN
a-) Se elige el lado del filete d tal que:
dmin ≤ d ≤ dmax
b-) Se calcula la resistencia de diseño de una unidad de longitud de filete (Tabla J.2-5) Siendo
el área efectiva el producto de longitud 1 por la proyección del lado sobre la garganta
efectiva supuesto a 45º
Rd1 = Ø . Fw . Aw = 0,60 . 0,60 FEXX 0,707 x d .1
c-) se determina la longitud necesaria de filete para una resistencia requerida Fu
Le = Fu / Rd1
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Tema 12 Soldadura

UNIONES QUE TRANSMITEN FUERZA AXIAL
DISTRIBUCIÓN DE LOS FILETES EN LA UNIÓN
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

UNIONES SOMETIDAS A CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO
Se utiliza el método elástico:
 Desprecia la fricción entre las partes unidas
 Supone totalmente rígida
Diseñando la unión con filete de lado unitario se predimensiona la misma
Prefijamos las longitudes Li
Se determina el baricentro de las soldaduras
Se traslada los esfuerzos dados al baricentro determinado
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

UNIONES SOMETIDAS A CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO
Suponiendo una distribución uniforme de tensiones cortante 
Las tensión horizontal y vertical debida al torsor en (A)

Componiendo las tensiones cortante 
La resistencia de diseño de un filete unitario 
El lado necesario es 
Si d no cumple las especificaciones de lado mínimo y máximo debe rediseñarse la Unión
reubicando filetes
Ip: momento inercia polar de
filete unitario
Ix Iy: momentos inercia respecto
de X e Y
Xa Ya: coordenadas del punto (A)
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

UNIONES QUE TRANSMITEN CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO NORMAL
Se utiliza el método elástico:
Supone totalmente rígida
Diseñando la unión con filete de lado unitario se predimensiona la misma
Prefijamos las longitudes Li
Se determina el baricentro de las soldaduras
Se determina el área de Soldadura Aw1 y el módulo resistente Sw respecto de X-X
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

UNIONES QUE TRANSMITEN CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO NORMAL
Las tensiones y su composición La resistencia de diseño de un filete unitario
El lado necesario es 
Si d no cumple las especificaciones de lado mínimo y máximo debe rediseñarse la Unión
reubicando filetes
Si hubiera esfuerzo normales, se calculan las tensiones y se adicionan a las del momento
Aw1: área de soldadura para filete
unitario
SW : módulo resistente de las
soldaduras respecto de X-X
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

ESPECIFICACIONES GENERALES PARA UNIONES
Especificaciones generales
 Todos los agujeros y rebajes ejecutados en perfiles laminados y vigas armadas estarán libres de
entallas y ángulos agudos
 Excepto para barras de vigas reticuladas, diagonales de columnas armadas y tensores de barras
de sección circular, las uniones tendrán una resistencia mínima de diseño para acciones mayoradas
de 12 KN
 En barras solicitadas axialmente el baricentro de la unión deberá coincidir con el de las
barras excepto que la excentricidad sea considerada en las solicitaciones. Quedan
exceptuados: extremos de barras de ángulos simple o dobles, tés o secciones similares con
cargas estáticas.
 Cuando existen en una junta soldaduras y bulones o remaches su eventual colaboración
se regirá por:
Soldaduras con tornillos comunes o de alta resistencia en unión tipo aplastamiento se
considera que no existe colaboración (deberán calcularse con la totalidad de la carga)
Soldadura y tornillos de alta resistencia en deslizamiento crítico se considera
colaboración
Remaches y tornillos de alta resistencia en deslizamiento crítico se considera
colaboración
 Se deben utilizar uniones soldadas o abulonadas del tipo deslizamiento crítico en toda
unión donde debe asegurarse que no exista deslizamiento relativo entre las partes unidas. El
reglamento establece distintos casos en Sección J.1.11______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

ELEMENTOS AUXILARES DE UNION
Los elementos auxiliares de una unión son: Chapas de nudos, cubrejuntas, ángulos, mensulas cortas, etc.
 En general hay que determinar la resistencia de diseño para los distintos estados límites
últimos que pueden darse en el elemento auxiliar y comparar con la menor resistencia
requerida correspondiente..
El elemento auxiliar puede fallar por :
 Tensión por fluencia en sección bruta
 Rotura de la sección neta
 Rotura por bloque de corte
 Por fluencia por corte
 Por fluencia o por pandeo por compresión
 Para barras solicitadas axialmente que concurren a una unión, se debe tratar que las
mismas se corten en un punto  Evitar momentos y esfuerzos de cortes
Si no fuera posible se debe dimensionar el elemento auxiliar y la unión para esas
solicitaciones generadas______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

PLACAS DE RELLENO
En las construcción de uniones se suelen utilizar placas de rellenos para igualar el nivel de las
placas o elementos de las barras que se unen cuando son de distinto espesor
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Tema 12 Soldadura

PLACAS DE RELLENO
Placas de relleno con
espesor mayor o igual de
6mm J.6.1
Chapas de relleno con
espesor menor de 6mm
J.6.2
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Tema 12 Soldadura

InspecciónInspección
 Las juntas soldadas se inspeccionan por variasLas juntas soldadas se inspeccionan por varias
razones:razones:

Determinar la calidad de la junta soldada y asegurar queDeterminar la calidad de la junta soldada y asegurar que
cumpla con las especificaciones.cumpla con las especificaciones.

Determinar defectos en la soldadura y determinar elDeterminar defectos en la soldadura y determinar el
método de corrección o remplazo de la pieza.método de corrección o remplazo de la pieza.

Control de calidad en los operadores.Control de calidad en los operadores.

Tener un control de los defectos más comunes y suTener un control de los defectos más comunes y su
frecuencia.frecuencia.
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Tema 12 Soldadura

Métodos de inspecciónMétodos de inspección
 Entre los factores a tomar en cuenta para determinar el procesoEntre los factores a tomar en cuenta para determinar el proceso
de inspección tenemos:de inspección tenemos:

Material a analizarMaterial a analizar

Proceso de uniónProceso de unión

Geometría del materialGeometría del material

Defectos esperados y su orientaciónDefectos esperados y su orientación

Consideraciones económicasConsideraciones económicas
Importante:Importante: Algunos procesos de soldadura requieren unaAlgunos procesos de soldadura requieren una
combinación de dos o más END para una apropiada evaluación.combinación de dos o más END para una apropiada evaluación.
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

Ensayos no destructivos (END) (1)Ensayos no destructivos (END) (1)
 Los siguientes son métodos de END:Los siguientes son métodos de END:

Inspección visualInspección visual

Líquidos penetrantesLíquidos penetrantes

Partículas magnéticasPartículas magnéticas

Inspección Radiográfica (rayos X)Inspección Radiográfica (rayos X)

Inspección por ultrasonidoInspección por ultrasonido

Prueba de fugaPrueba de fuga
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

Ensayos no destructivos (END) (2)Ensayos no destructivos (END) (2)
Particulas magnética Liquidos Penetrantes Ultrasonido Rayos-X
Cuando usar
Adecuado para detectar
fallas, grietas, porosidad,
inclusiones no metalicas y
defectos de soldadura
Usado para localizar grietas,
porosidad, puntos de falta de
soldadura, fatiga.
Usado para detectar defectos
internos, laminacion,
inclusiones, porosidad,
estructura de grano.
Resonancia usada para
medición de espesores y falla
laminar
Detección de fallas internas y
defectos: falta de penetración,
grietas, costuras, porosidad,
falta de fusión, huecos, revisión
de ensambles, variación de
espesores.
Donde usar
Usado en todo tipo de
materiales ferromagnéticos,
tubería de cualquier tamaño,
moldes.
Usado en todos los metales,
vidrio, cerámica, piezas de
forja y fundición, partes de
maquinas, herramientas de
corte, inspección en campo
Usado en todos los metales y
no metales pesados, láminas,
tubos, barras, piezas de forja y
fundición, inspección en
campo y para pruebas de
producción. Servicio de testeo
en aeronaves e inspección
marina
Usado en materiales de forja y
fundición, tuberías, partes de
metal formadas, buques
soldados. Usado en pruebas de
campo de soldaduras,
evaluaciones de corrosion y
ensambles
Razones para
usar
Fácil de utilizar, portátil para
pruebas de campo, rápido
para pruebas en procesos de
producción, método
económico
Fácil de aplicar, muy rápido y
preciso, costo inicial bajo,
resultados son fáciles de
interpretar, preparación no es
muy elaborada
Rápido y confiable, fácil de
operar, automatizable, los
resusltados del test son
conocidos inmediatamente,
relativamente portable,
confiable.
Registros permanentes de las
películas, bueno en verificación
de espesores, sensible, permite
tecnicas de pruebas
fluoroscópicas
Limitaciones
Partes deben ser magnéticas,
requiere desmagnetización
después de las pruebas,
fuente de poder es requerida,
requiere limpieza de partes
Limitado a defectos de
superficie, limpieza superficila
es requerida
Interpretación de los resultados
requiere de entrenamiento del
personal
Costo inicial es elevado, fuente
de poder requerida, peligro de
radiación, requiere
entrenamiento técnico
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

Inspección Radiográfica (1)Inspección Radiográfica (1)
 La inspección de soldaduras con radiografías es un tipo deLa inspección de soldaduras con radiografías es un tipo de
ensayo no destructivo (END) que proporciona información sobreensayo no destructivo (END) que proporciona información sobre
la calidad de la soldadura y los defectos que presenta.la calidad de la soldadura y los defectos que presenta.
 Los objetivos de la práctica son:Los objetivos de la práctica son:

Conocer el fundamento por el cual las radiografías aportanConocer el fundamento por el cual las radiografías aportan
información sobre el estado de una soldadura.información sobre el estado de una soldadura.

Distinguir los distintos defectos detectables mediante radiografías deDistinguir los distintos defectos detectables mediante radiografías de
soldaduras, aprendiendo a identificarlos en las mismas.soldaduras, aprendiendo a identificarlos en las mismas.

Tener los criterios fundamentales para valorar la calidad de laTener los criterios fundamentales para valorar la calidad de la
soldadura a partir de la radiografía y calificarla.soldadura a partir de la radiografía y calificarla.
______________________________________________________________________________
ESIME AZCAPOTZALCO
Tema 12 Soldadura

 RAYOS XRAYOS X

Los rayos X son radiaciones electromagnéticas que seLos rayos X son radiaciones electromagnéticas que se
propagan a la velocidad de la luz (300.000 km spropagan a la velocidad de la luz (300.000 km s-1-1
), aunque), aunque
tienen menor longitud de onda, mayor energía y mástienen menor longitud de onda, mayor energía y más
penetración.penetración.

Se propagan en línea recta, excitan la fosforescencia eSe propagan en línea recta, excitan la fosforescencia e
impresionan placas fotográficas.impresionan placas fotográficas.

La principal característica de los rayos X es que atraviesan losLa principal característica de los rayos X es que atraviesan los
cuerpos opacos sin reflejarse ni refractarse, siendo absorbidoscuerpos opacos sin reflejarse ni refractarse, siendo absorbidos
en mayor o menor grado según el espesor y la densidad delen mayor o menor grado según el espesor y la densidad del
material, y la longitud de onda de la radiación. Alcanzan así amaterial, y la longitud de onda de la radiación. Alcanzan así a
impresionar una película o placa fotográfica, situada en el ladoimpresionar una película o placa fotográfica, situada en el lado
opuesto del material.opuesto del material.
______________________________________________________________________________
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Tema 12 Soldadura

Los defectos de los materiales como grietas, bolsas,Los defectos de los materiales como grietas, bolsas,
inclusiones, etc. de distintas densidades, absorben lasinclusiones, etc. de distintas densidades, absorben las
radiaciones en distinta proporción que el material base, deradiaciones en distinta proporción que el material base, de
forma que estas diferencias generan detalles de contrasteforma que estas diferencias generan detalles de contraste
claro-oscuro en la placa fotográfica colocada detrás de laclaro-oscuro en la placa fotográfica colocada detrás de la
pieza. Esto es lo que permite identificar defectos en lapieza. Esto es lo que permite identificar defectos en la
inspección de una soldadura por radiografía.inspección de una soldadura por radiografía.
Para facilitar la labor se usan colecciones de radiografíasPara facilitar la labor se usan colecciones de radiografías
patrón, en las cuales los defectos están claramentepatrón, en las cuales los defectos están claramente
identificados para unas condiciones dadas de tipo de materialidentificados para unas condiciones dadas de tipo de material
y tipo de soldadura.y tipo de soldadura.
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Tema 12 Soldadura

ESQUEMA DEL EQUIPO RADIOGRÁFICO
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ESPESORES MÁXIMOS DE
PENETRACIÓN Y POTENCIA
TENSION TIEMPO DE PENETRACION (mm)
FILAMENTO EXPOSICION ACERO COBRE/LATON BRONCE
150 KV 1 hora 50 30 20
300 KV 1 hora 100 65 40
1 000 KV 1 hora 200 150 150
2 000 KV 1 hora 300 250 250
Espesor total del metal base en pulgadas
Potencial máximo de Rayos-X en
kilovoltios
Hasta 1/4 110
9/32 a 3/8 inclusive 130
29/32 a 1 1/2 inclusive 300
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DEFECTOS DETECTABLES(1)
Las normas nos describen los defectos detectables con los rayos XLas normas nos describen los defectos detectables con los rayos X
sobre las uniones soldadas. Los defectos más fácilmente detectablessobre las uniones soldadas. Los defectos más fácilmente detectables
son aquellos cuya máxima dimensión está orientada en la dirección deson aquellos cuya máxima dimensión está orientada en la dirección de
propagación de los rayos X. Son difícilmente detectables los defectos depropagación de los rayos X. Son difícilmente detectables los defectos de
poco espesor, aunque sean muy extensos, dispuestospoco espesor, aunque sean muy extensos, dispuestos
perpendicularmente a la dirección de las radiaciones. Por este motivo elperpendicularmente a la dirección de las radiaciones. Por este motivo el
objeto debe ser examinado en distintas direcciones.objeto debe ser examinado en distintas direcciones.
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DEFECTOS DETECTABLES (2)
Los defectos detectables en lasLos defectos detectables en las
soldaduras son los siguientes:soldaduras son los siguientes:

Cavidades y porosidadesCavidades y porosidades

Inclusiones de escoriaInclusiones de escoria

Fisuras o micro grietasFisuras o micro grietas

Falta de penetraciónFalta de penetración

Falta de fusiónFalta de fusión

SocavadoSocavado

Exceso de penetraciónExceso de penetración
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Ejemplos de radiografíasEjemplos de radiografías
PorosidadPorosidad
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Grupo de porosidadesGrupo de porosidades
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Traslape fríoTraslape frío
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Inclusiones sólidas o escoriaInclusiones sólidas o escoria
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Penetración incompleta o falta dePenetración incompleta o falta de
penetraciónpenetración
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Fusión incompletaFusión incompleta
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Concavidad interna o filtraciónConcavidad interna o filtración
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Raíz socavadaRaíz socavada
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MordedurasMordeduras
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Desplazamiento o desajusteDesplazamiento o desajuste
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Inadecuado refuerzo de soldaduraInadecuado refuerzo de soldadura
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Exceso de refuerzo de soldaduraExceso de refuerzo de soldadura
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GrietasGrietas
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Inclusiones de tungsteno (soldadura TIG)Inclusiones de tungsteno (soldadura TIG)
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Inclusiones de óxido (soldadura TIG)Inclusiones de óxido (soldadura TIG)
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Bigotes (soldadura MIG)Bigotes (soldadura MIG)
Exceso de penetración (MIG)Exceso de penetración (MIG)
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Las pruebas con líquidos penetrantes se aplica para localizarLas pruebas con líquidos penetrantes se aplica para localizar
defectos abiertos a la Superficie dedefectos abiertos a la Superficie de materiales no porosos.materiales no porosos.
¿QUÉ MIDE O DETECTA?¿QUÉ MIDE O DETECTA?
Defectos abiertos a la superficie de las piezas; grietas, porosidades,Defectos abiertos a la superficie de las piezas; grietas, porosidades,
costuras, astillas, etc.costuras, astillas, etc.
Fugas a través de paredesFugas a través de paredes..
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APLICACIONESAPLICACIONES
Todas las piezas no absorbentes (forjas, ensambladoras soldadas,Todas las piezas no absorbentes (forjas, ensambladoras soldadas,
fundiciones, etc.)fundiciones, etc.)
Nota: El derrame por las superficies porosas puede encubrir lasNota: El derrame por las superficies porosas puede encubrir las
indicaciones de los defectos.indicaciones de los defectos.
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VENTAJASVENTAJAS
Bajo costoBajo costo
PortátilPortátil
Las indicaciones pueden examinarseLas indicaciones pueden examinarse
además en forma visual.además en forma visual.
Los resultados se interpretan conLos resultados se interpretan con
facilidad.facilidad.
Se requieren pocas horas deSe requieren pocas horas de
capacitación de los inspectores.capacitación de los inspectores.
Es una técnica razonablementeEs una técnica razonablemente
rápida y fácil de emplear.rápida y fácil de emplear.
No necesita equipos complejos oNo necesita equipos complejos o
caros.caros.
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DESVENTAJASDESVENTAJAS
Las partículas superficiales.Las partículas superficiales.
Recubrimientos.Recubrimientos.
Cascarillas y metal manchado pueden evitar la detección de los defectos.Cascarillas y metal manchado pueden evitar la detección de los defectos.
Las piezas deben limpiarse antes y después de la inspección.Las piezas deben limpiarse antes y después de la inspección.
El defecto debe estar abierto a la superficie.El defecto debe estar abierto a la superficie.
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EL PENETRANTE IDEAL DEBE REUNIR LOEL PENETRANTE IDEAL DEBE REUNIR LO
SIGUIENTE:SIGUIENTE:
Habilidad para penetrar orificios y aberturas muyHabilidad para penetrar orificios y aberturas muy
pequeñaspequeñas
Habilidad de permanecer en aberturas amplias.Habilidad de permanecer en aberturas amplias.
Habilidad de mantener color o la fluorescencia.Habilidad de mantener color o la fluorescencia.
Habilidad de extenderse en capas muy finas.Habilidad de extenderse en capas muy finas.
Resistencia a la evaporación.Resistencia a la evaporación.
De fácil remoción de la superficie.De fácil remoción de la superficie.
De difícil eliminación una vez dentro de laDe difícil eliminación una vez dentro de la
discontinuidad.discontinuidad.
No corrosivo.No corrosivo.
Antiinflamable.Antiinflamable.
Costo razonable.Costo razonable.
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CLASIFICACIÓN POR COLORESCLASIFICACIÓN POR COLORES
PENETRANTES COLOREADOSPENETRANTES COLOREADOS
Se inspeccionan a simple vista. Solamente contar con una buena fuente deSe inspeccionan a simple vista. Solamente contar con una buena fuente de
luz blanca. Tienen menos sensibilidad.luz blanca. Tienen menos sensibilidad.
PENETRANTES FLUORESCENTESPENETRANTES FLUORESCENTES
Se inspeccionan con la ayuda de una lámpara de luz negra o ultravioleta.Se inspeccionan con la ayuda de una lámpara de luz negra o ultravioleta.
Sin ésta son invisibles a la vista. Tienen mayor sensibilidad.Sin ésta son invisibles a la vista. Tienen mayor sensibilidad.
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TIPOS DE REVELADORESTIPOS DE REVELADORES
Revelador seco:Revelador seco:
Grano fino se aplica por espolvoreado, rociado o sumergido.Grano fino se aplica por espolvoreado, rociado o sumergido.
Revelador no acuoso:Revelador no acuoso:
Es una suspensión absorbente, aplicado por rocío.Es una suspensión absorbente, aplicado por rocío.
Revelador húmedo:Revelador húmedo:
Es una suspensión absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersión.Es una suspensión absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersión.
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PROPIEDADES DE LOS REVELADORESPROPIEDADES DE LOS REVELADORES
Debe de ser muy absorbente.Debe de ser muy absorbente.
El grano del polvo debe de ser muy fino para conseguir una gran dispersiónEl grano del polvo debe de ser muy fino para conseguir una gran dispersión
y definición del penetrante.y definición del penetrante.
Deberá de poder cubrir suficiente el fondo para que sus colores no se veanDeberá de poder cubrir suficiente el fondo para que sus colores no se vean
durante el ensayo.durante el ensayo.
La aplicación deberá ser rápida y sencilla.La aplicación deberá ser rápida y sencilla.
Deberá conseguir una capa fina y uniforme sobre la pieza.Deberá conseguir una capa fina y uniforme sobre la pieza.
Deberá de eliminarse fácilmente una vez finalizada la inspección.Deberá de eliminarse fácilmente una vez finalizada la inspección.
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Preparación de la superficie para elPreparación de la superficie para el
ensayo:ensayo:
A) - Remueva pinturas, suciedad, y/u óxidos por algún método apropiado.A) - Remueva pinturas, suciedad, y/u óxidos por algún método apropiado.
B) - Aplique limpiador (CLEANER) sobre la superficie. Luego remueva conB) - Aplique limpiador (CLEANER) sobre la superficie. Luego remueva con
un paño limpio o papel.un paño limpio o papel.
Si es necesario repita esta operación.Si es necesario repita esta operación.
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Aplicación del penetrante:Aplicación del penetrante:
Estando la superficie seca, aplique una película de penetrante, a unaEstando la superficie seca, aplique una película de penetrante, a una
distancia de 30 cm. de la superficie.distancia de 30 cm. de la superficie.
Deje transcurrir un tiempo de penetración de 5 a 10 minutos.Deje transcurrir un tiempo de penetración de 5 a 10 minutos.
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Remoción del exceso de penetrante :Remoción del exceso de penetrante :
A) Penetrantes no lavables con aguaA) Penetrantes no lavables con agua
Remueva el exceso de la superficie utilizando un paño limpio y seco o papelRemueva el exceso de la superficie utilizando un paño limpio y seco o papel
( no utilice estopa )( no utilice estopa )
B)- Penetrantes lavables con agua :B)- Penetrantes lavables con agua :
Remueva el exceso de penetrante de la superficie en ensayo rociando conRemueva el exceso de penetrante de la superficie en ensayo rociando con
agua aplicada a muy baja presión.agua aplicada a muy baja presión.
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Tema 12 Soldadura

Aplicación del reveladorAplicación del revelador::
Aplique enseguida una película fina del revelador sobre la superficie,Aplique enseguida una película fina del revelador sobre la superficie,
manteniendo el aerosol a una distancia de aproximadamente 30 cm.manteniendo el aerosol a una distancia de aproximadamente 30 cm.
Aguarde de 3 a 10 minutos antes de iniciar la inspección del áreaAguarde de 3 a 10 minutos antes de iniciar la inspección del área
respectivarespectiva
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Tema 12 Soldadura

Si se trabaja bajo normas internacionales (Código ASME, API,Si se trabaja bajo normas internacionales (Código ASME, API,
AWS) los líquidos deben ser de los proveedores de las listas deAWS) los líquidos deben ser de los proveedores de las listas de
proveedores aprobados o confiables publicados por ellos.proveedores aprobados o confiables publicados por ellos.
Una vez seleccionado el proveedor, nunca se deberán mezclarUna vez seleccionado el proveedor, nunca se deberán mezclar
sus productos; como por ejemplo, emplear el revelador delsus productos; como por ejemplo, emplear el revelador del
proveedor A con un penetrante del proveedor B o un penetranteproveedor A con un penetrante del proveedor B o un penetrante
de una con un revelador de otro.de una con un revelador de otro.
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NormasNormas
Código ASME, sección V (1986). Articulo 6, “Inspección por medioCódigo ASME, sección V (1986). Articulo 6, “Inspección por medio
de líquidos penetrantes” y Art. 24 “Estándares para la inspección dede líquidos penetrantes” y Art. 24 “Estándares para la inspección de
líquidos penetrantes en soldadura”.líquidos penetrantes en soldadura”.
ASTME 165-02 procedimiento Para efectuar el ensayo de líquidosASTME 165-02 procedimiento Para efectuar el ensayo de líquidos
penetrantes.penetrantes.
Las normas ASME SE-165 y MIL-1-6866 distintos de penetrantes yLas normas ASME SE-165 y MIL-1-6866 distintos de penetrantes y
en su clasificación,en su clasificación,
La norma A.S.T.M. E 165 menciona distintos métodos de limpieza:La norma A.S.T.M. E 165 menciona distintos métodos de limpieza:
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NORMA (ASTM)NORMA (ASTM)
Siglas en inglés de la Sociedad Americana para Evaluaciones ySiglas en inglés de la Sociedad Americana para Evaluaciones y
Materiales (Materiales (American Society for Testing and MaterialsAmerican Society for Testing and Materials), la cual es), la cual es
una organización encargada del desarrollo de estándaresuna organización encargada del desarrollo de estándares
internacionales de materiales, productos, sistemas y servicios en elinternacionales de materiales, productos, sistemas y servicios en el
área de ingeniería.área de ingeniería.
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LINEAMIENTOS Y ESTÁNDARES DEL PROCEDIMIENTO ALINEAMIENTOS Y ESTÁNDARES DEL PROCEDIMIENTO A
SEGUIR :SEGUIR :
Para efectuar el ensayo de líquidos penetrantes se debe tener enPara efectuar el ensayo de líquidos penetrantes se debe tener en
consideración según la norma ASTME 165-02 .consideración según la norma ASTME 165-02 .
PROCEDIMIENTO:PROCEDIMIENTO:
1.1. La pieza que va a ser evaluada debe colocarse en un lugar en el cualLa pieza que va a ser evaluada debe colocarse en un lugar en el cual
el ensayo pueda efectuarse sin dificultad.el ensayo pueda efectuarse sin dificultad.
2.2. Luego, la pieza debe limpiarse, con el propósito de que la suciedadLuego, la pieza debe limpiarse, con el propósito de que la suciedad
no cambie los resultados finales del ensayo.no cambie los resultados finales del ensayo.
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4.4. Se debe aplicar a la pieza, una vez limpia, (ya sea este removible conSe debe aplicar a la pieza, una vez limpia, (ya sea este removible con
agua o con solvente) y dejar reposar durante un tiempo prudencial, elagua o con solvente) y dejar reposar durante un tiempo prudencial, el
cual depende del tamaño de la piezacual depende del tamaño de la pieza
5.5. Seguidamente se debe limpiar el penetrante para que posteriormente seSeguidamente se debe limpiar el penetrante para que posteriormente se
pueda aplicar el revelador.pueda aplicar el revelador.
6.6. Se aplica el revelador a la pieza y se espera, aproximadamente, unSe aplica el revelador a la pieza y se espera, aproximadamente, un
término de cinco minutos para que las porosidades o fisuras de la piezatérmino de cinco minutos para que las porosidades o fisuras de la pieza
sean resaltadas. Si el penetrante aplicado es removible con agua, éstesean resaltadas. Si el penetrante aplicado es removible con agua, éste
paso debe efectuarse en un lugar oscuro, debido a que el revelador sepaso debe efectuarse en un lugar oscuro, debido a que el revelador se
aplica mediante una luz ultravioleta para detectar los defectos.aplica mediante una luz ultravioleta para detectar los defectos.
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Las normas ASME SE-165Las normas ASME SE-165
Dentro de las normas podemos dar la siguiente clasificación:Dentro de las normas podemos dar la siguiente clasificación:
TIPO A (Liquidos Fluorescentes)TIPO A (Liquidos Fluorescentes)
1. Lavable con H201. Lavable con H20
2. Postemulsificables2. Postemulsificables
3. Removible con solvente3. Removible con solvente
TIPO B (Liquidos Coloreadas)TIPO B (Liquidos Coloreadas)
1. Lavable con H201. Lavable con H20
2. Postemulsificables2. Postemulsificables
3. Removible con solvente3. Removible con solvente
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Evaluación de los líquidos penetrantesEvaluación de los líquidos penetrantes
según ASME.según ASME.
Estas propiedades, físicas, químicas y físico – químicas, determinan lasEstas propiedades, físicas, químicas y físico – químicas, determinan las
características de los materiales para el proceso de ensayo por líquidoscaracterísticas de los materiales para el proceso de ensayo por líquidos
penetrantes.penetrantes.
Entre estas propiedades tenemos:Entre estas propiedades tenemos:
PUNTO DE INFLAMACION:PUNTO DE INFLAMACION: se hace generalmente con el aparato dese hace generalmente con el aparato de
TAG, o con el vaso abierto de CLEVELAND, siguiendo la norma ASTMTAG, o con el vaso abierto de CLEVELAND, siguiendo la norma ASTM
D-92.D-92.
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