Este documento describe varios tipos de discontinuidades que pueden ocurrir en soldaduras, incluyendo grietas, falta de fusión, porosidad, socavación e inclusiones. Explica las causas y apariencias de cada discontinuidad. También define la diferencia entre una discontinuidad y un defecto, señalando que un defecto es una discontinuidad que excede los límites aceptables según el código y puede comprometer la integridad estructural. El inspector debe conocer los diferentes tipos de discontinuidades para evaluar su criticidad y determinar si requ

1. -165735-4445Villahermosa, Tab., a 3 de Junio del 2010MATERIA:CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURA DE ACEROENSAYO :DISCONTINUIDADES EN UNIONES SOLDADASPERIODO:ENERO-JUNIO 2010CATEDRATICA:ING. NOEMI MENDEZ DE LOS SANTOSALUMNO:EDUARDO DE LA FUENTE ROMEROING. CIVILNº DE CONTROL:06300922<br />Un inspector en soldadura debe desempeñar bien su trabajo, en lo que respecta a la evaluación de soldaduras para determinar su comportamiento para el servicio proyectado. El inspector debe de buscar las irregularidades en la soldadura o en la construcción soldad, nos referimos a estas irregularidades como discontinuidades. “se le llama discontinuidad a una interrupción en la naturaleza uniforme de un ítem”. En la soldadura los tipos de discontinuidades que más nos preocupan son: grietas, poros, falta de fusión, socavación, etc.<br />En inspector va hacer contratado para inspeccionar visualmente las soldadura para determinar la presencia de alguna de estas discontinuidades, también debe ser capaz de describir su naturaleza, ubicación y tamaño. También debe de informar si esa discontinuidad requiere o no reparación de acuerdo con las especificaciones del trabajo. El inspector debe tener en cuenta lo que es una discontinuidad y defecto, porque a menudo se confunde con la definición de estas dos palabras. <br />Se refiere a que respecto a su criticidad la forma de una discontinuidad pueden ser lineales o no lineales, además cual es la que perjudican más en una soldadura, existen discontinuidades filosas que también puede causar una grieta en la soldadura.<br />(COMIMSA) Nos define que es una discontinuidad y un defecto. La discontinuidad es algo que introduce una irregularidad en una estructura que de otra manera sería uniforme, un defecto es una discontinuidad específica que puede comprender el comportamiento de la estructura para el propósito que fue diseñada. Se puede decir que un defecto es una discontinuidad de un tipo definido, de un tamaño considerable como para que la estructura o el objeto particular sean inapropiados para el uso o servicio para el que fueron diseñados, basándose en el criterio del código aplicable. En si una discontinuidad es la perdida de la homogeneidad del material y un defecto es una discontinuidad inaceptable que debe ser reparada.<br />Para determinar si una discontinuidad es de defecto, debe haber alguna especificación que defina los límites aceptables de la discontinuidad. Cuando su tamaño o concentración excedan esos límites, es considerado un defecto. Se puede decir que un defecto es una discontinuidad rechazable.<br />Se entiende que una discontinuidad puede ser inaceptable, sin tomar en cuenta tamaño o extensión, mientras que la presencia de una menor cantidad de otros es considerada aceptable. Estas discontinuidades pueden ser lineales o no lineales. Las lineales exhiben longitudes que son mucho mayores que sus anchos y las no lineales tiene básicamente, igual ancho e igual largo. Nos dice que las discontinuidades lineales se presentan en dirección perpendicular a la tensión aplicada, debido que tiene una mayor tendencia a la propagación y generación de una grieta.<br />La discontinuidad filosa puede ser de un grado crítico, porque tiene más tendencia a la propagación de una grieta o a crecer, esto depende de la orientación respecto de la tensión aplicada.<br />A continuación hablaremos de las discontinuidades que existen, se describirá como son, cuales son las causas de su presencia y como se pueden prevenir:<br />“La grieta” es la mas critica, se caracteriza con una discontinuidad lineal de igual manera muestran condiciones de extremos muy filosas. Los extremos de las grietas son muy afilados, esto causa que la grieta crece o se propague, si es aplicada a tensión.<br />Las grietas se inician cuando la carga, o tensión aplicada a un componente excede la resistencia a la tracción. Nos dice que la tensión puede surgir durante la soldadura o cuando la carga es aplicada. La presencia de un concentrador de esfuerzos, nos puede causar que las tensiones localizadas excedan la resistencia de la ruptura del material.<br />Las grietas pueden ser en frio o en caliente, en frio se refiere a que cuando la soldadura se enfrió a su temperatura ambiente y esto pueden ser respecto a las condiciones de servicio que se le de, otra son las grietas bajo cordón, que resultan del hidrogeno atrapado. Las grietas en frio pueden ser inter granular o transgranular esto a través de los granos. <br />Hay grietas longitudinales que son aquellas que están en dirección paralela al eje longitudinal, esta ocurren de las tensiones transversales de la contracción de soldadura o la tensiones asociadas a la condiciones de servicio. También hay grieta transversales son aquellas que están perpendicular al eje longitudinal de la soldadura, son provocadas por las tensiones longitudinales de contracción de la soldadura. <br />Otras de las grietas que se puede presentar es la “grieta bajo cordón” que resulta de la presencia de hidrogeno en la zona de la soldadura, el hidrogeno puede prevenir del metal de aporte, de metal base y de la atmosfera circundante o de la contaminación orgánica superficial. Para prevenir los agrietamientos bajo cordón es eliminar las fuentes de hidrógeno cuando se suelda materiales susceptibles. Las partes a ser soldadas deben estar lo suficientemente limpias para eliminar cualquier fuente superficial de hidrogeno, el precalentamiento no permite a eliminar este problema de grietas. En una radiografía las grietas aparecen como líneas finas, más que como líneas oscura bien definidas. <br />“La falta de fusión” es otra discontinuidad de la soldadura, en el cual la fusión no ocurre entre el metal de soldadura, en las caras de fusión o los cordones adyacentes. Nos dice que la falta de fusión tiene inclusiones de escoria asociadas a ellas, esto es debido a una limpieza incorrecta que puede prevenir la ocurrencia de la fusión.<br />Esta discontinuidad ocurre de la manipulación inapropiada del electrodo por el soldador. También pueden ser por la contaminación extrema, incluyendo cascarilla de laminación y capas de oxido, dificulta a obtener una fusión completa.<br />En la radiografía es muy difícil detectar la falta de fusión, a menos que el ángulo de radiación sea orientado adecuadamente. En una soladura de bisel original tiene un ancho y un volumen pequeño que dificulta encontrarlo con la radiografía. <br />Las discontinuidades que se pueda detectar por medio de la radiografía aparecen en la placa como líneas más densa y oscura, son mas recta que las imágenes de grietas o escoria alargada.<br />Otra de la discontinuidades es la “falta de penetración” están asociada solamente con la soldadura con bisel. Es una condición en el cual la soldadura no se extiende adecuadamente a través del espesor de la junta, como se requiere en su especificación, que penetre totalmente. La ubicación de esta discontinuidad ocurre siempre en la raíz de la soldadura. Los códigos nos permiten un grado de penetración parcial admisible, pero varios que no lo aceptan.<br />La falta de penetración puede ser causada por las mismas condiciones que provocan la falta de fusión, como técnica inapropiada, configuración de junta inadecuada o contaminación excesiva. En la imagen en la radiografía va a verse cono una línea recta típicamente oscura.<br />La inclusión nos dice que es un material solido y extraño, atrapado, como por ejemplo, escoria, fundente tungsteno u oxido. Pueden incluir material metálico como no metálico. Las inclusiones de escoria son regiones adentro de la sección de la soldadura o sobre la superficie donde el fundente fundido empleado para proteger al metal fundido es mecánica atrapada adentro del metal solidificado. Esta es provocada por el uso de técnicas inadecuadas por el soldador. Esta cosa que pueden causar estos problemas son la manipulación inadecuada del electrodo y limpieza insuficiente entre cada pasada.<br /> Se ilustraran en la radiografía como marca oscura, con formas irregulares, aunque son difíciles de detectar.<br />La “porosidad” es un tipo de discontinuidad que forma una cavidad provocada por los gases que queden atrapados durante la soldadura. Mas que nada la porosidad es un vacio o una bolsa de gas adentro del metal de soldadura solidificado. Esta es una de las discontinuidades menos dañina, pero en algunos casos la soldadura debe de formar un recipiente a presión para contener algún gas o liquido, la porosidad se considera dañina, porque genera una zona de debilidad.<br /> Los poros son provocado por la presencia de contaminantes o humedad en la zona de soldadura que se compone de la presencia de calor de la soldadura y los gases formados. Esta contaminación o humedad puede provenir del electrodo, del metal base del gas de protección como de la atmosfera circundante. En la radiografía la porosidades se verán como regiones circulares excepto en el caso de poros túnel. <br />La “socavación” es una discontinuidad superficial que sucede en el metal base adyacente a la soldadura. Esto es que cuando el metal base ha sido fundido durante el proceso de soldadura y no hubo cantidad suficiente de material de aporte para llenar la depresión resultante, dando como resultado un agujero alargado en el metal que puede tener una configuración relativamente filosa. Para la soldadura con bisel la socavación puede ser en la superficie como en la raíz de la soldadura.<br />La socavación resulta de una mala técnica de soldadura, específicamente puede ser si la velocidad de la soldadura es excesiva, puede no haber suficiente cantidad de material de aporte depositado para llenar las depresiones. También puede ocurrir cuando el calor es demasiado alto, el cuál causa una excesiva fusión del metal base, o también la inadecuada manipulación del electrodo. En la radiografía aparecerá como una marca oscura, como cubierta de pelusa en el borde del espesor de la soldadura.<br />También existe la socavación de cordón que es una discontinuidad superficial que resulta en una falta de material de sección. Esta ocurre en la superficie del metal de la soldadura con bisel donde hay socavación en el metal base adyacente a la soldadura.<br />La discontinuidad de “traslape” es descrita como la profusión del metal de soldadura por delante de la altura o profundidad de la raíz de la soldadura. El traslape se conocido como enrollado, pero no es usado en el termino estándar. Este tipo de discontinuidad puede presentarse en soldadura con bisel como de filete. También nos dice que pueden ocurrir tanto el la superficie como en la raíz de la soldadura. La ocurrencia del traslape puede ser por la mala técnica del soldador, la velocidad de pasada es demasiado lenta, la cantidad de metal de aporte es demasiado excesiva que la que requiere la junta.<br />La “convexidad” es una discontinuidad que se refiere a la cantidad de metal de soldadura recargado sobre la superficie de soldadura. Este tipo de discontinuidad se presenta solamente en la soldadura de filete. <br />La convexidad no es dañina, al contrario un ligero valor de convexidad es deseable para asegurarse que la concavidad no esta presente, que nos puede reducir la resistencia de una soldadura de filete. Esta discontinuidad puede producir concentración de esfuerzos que pueden debilitar la estructura, realmente cuando la estructura es cargada a fatiga. Por eso una convexidad excesiva puede ser corregida durante el proceso de soldadura para darle una transición más suave entre el metal de soldadura y el metal base.<br />Esto se presenta cuando la velocidad de pasada es demasiado lenta o cuando el electrodo es manipulado incorrectamente. De igual manera la presencia de contaminación sobre la superficie del metal base puede generar un perfil indeseable de la soldadura de filete.<br />También puede existir sobre espesor de soldadura es similar a la convexidad, solo que se presenta solo en la soldadura con bisel. Hay dos termino que se determinan sobre espesor ocurre sobre el lado de la junta del cual la soldadura fue realizada, y la sobre espesor de raíz ocurre de lado opuesto.<br />El golpe de arco es una discontinuidad del metal base muy perjudicial especialmente en las aleaciones de alta resistencia y en las de baja aleación. Una gran cantidad de falas en estructuras y recipientes a presión pueden ser causadas a la presencia de golpes de arco de soldadura y que da inicio a la grieta que termina en una rotura catastrófica. Esta discontinuidad es causada por la técnica inapropiada de soldadura. Los soldadores deben ser informados del daño potencial causado por un corte de arco. Es de gran importancia que se aplique la inspección de soldadura usando método de ensayo de partículas magnéticas “prod”.<br />Las “salpicadura o chisporroteo” son las partículas de metal expelidas durante la fusión de la soldadura de manera de no formar parte de la soldadura. Esta discontinuidad no es una gran preocupación en muchas de sus aplicaciones. Aunque la presencia de estas concentraciones de tensión sumadas a un medio ambiente corrosivo genera una forma de corrosión por tensión conocida como fragilidad cáustica. Esta puede ser causada por el uso de altas corrientes de soldadura que puedan provocar una turbulencia excesiva en la zona de soldadura.<br />La “laminación” es una discontinuidad particular es un defecto del metal base, resulta de la presencia de inclusiones no metálicas, aparecen en el acero cuando es producido. Esta proviene de una condición conocida como rechupe, que se desarrolla en la parte superior de los lingotes de acero durante las etapas finales de la solidificación. Nos dice que el soldador ni el inspector de soldadura pueden hacer nada para detectar o prevenir su ocurrencia. Para detectar la laminación es además de la inspección visual es el uso de ensayo ultrasonido.<br />El desgarramiento laminar es una fractura tipo meseta en el metal base con una orientación básicamente o paralela a la superficie.<br />La discontinuidad “dimensional” son imperfecciones en el tamaño y/o forma. Esta ocurren en las mismas soldaduras o en las estructuras soldadas.la inspección puede consistir de la medición de los tamaños y las longitudes de las soldaduras para asegurarse que hay suficiente metal de soldadura para transmitir las cargas aplicadas.<br />Los tipos de imperfecciones pueden existir siempre tanto el la soldadura como en el metal base, las cual las conocemos o se conocen como discontinuidades. Algunas de esta discontinuidades pueden ser aceptables porque no dañan o perjudican a las estructura para cumplir con el servicio que fue proyectada. Hay código que dictan límites admisibles que no puede causar ningún problema, pero aquellos que sean mayores de los límites los denominan defectos. Los defectos son discontinuidades que pueden tener un tipo de acción correctiva.<br />Es de gran importancia que el inspector conozca los tipos de discontinuidades que existen como grieta, falta de fusión, falta de penetración, inclusiones, porosidad, socavación de cordón, convexidad, sobre espesor de soldadura corte de arco, salpicadura, laminación etc., además de como corregirlas. <br />Conociendo como pueden formarse estas discontinuidades, el inspector de soldadura puede tener éxito en detectar estas causas y prevenir problemas que puedan ser fatales para la estructura.<br />Bibliografía:<br />“Manual de curso de introducción a la tecnología de la soldadura industrial”<br />COMIMSA (corporación Mexicana de Investigación en Materiales, S.A.). <br />