Defectos de soldadura

Defectos en las uniones soldadas  : cualquier desviación de los parámetros de las uniones especificadas por los documentos reglamentarios durante la soldadura , formada como resultado de la violación de los requisitos para los consumibles de soldadura , preparación, montaje y soldadura de los elementos que se unirán, procesamiento térmico y mecánico de soldadura . juntas y la estructura en su conjunto.

Razones principales

Según la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), las causas de los defectos de soldadura se distribuyen de la siguiente manera: 45% - errores de selección de tecnología de soldadura , 32% - errores del soldador , 12% - mal funcionamiento del equipo de soldadura, 10% - consumibles de soldadura inadecuados , 1% - otro [1] .

Clasificación por geometría

La clasificación de defectos se establece en GOST 30242-97 “Defectos de unión en la soldadura por fusión de metales. Clasificación, designación y definiciones” [2] , así como en GOST R ISO 6520-1-2012 “Clasificación de geometría y defectos de continuidad en materiales metálicos. Parte 1. Soldadura por fusión" [3] , que cumplen con la norma ISO 6520 [4] .

Los defectos de unión durante la soldadura se dividen en seis grupos:

1. Las fisuras  son discontinuidades provocadas por la rotura local de la costura, que pueden producirse como consecuencia del enfriamiento o de la acción de las cargas.
2. Las cavidades y los poros  son discontinuidades de forma arbitraria, formadas por gases atrapados en metal fundido, que no tienen esquinas.
3. Las inclusiones  sólidas son sustancias extrañas sólidas de origen metálico o no metálico en el metal de soldadura.
4. Falta de fusión y falta de penetración  : falta de conexión entre el metal de soldadura y el metal base o entre cordones de soldadura individuales.
5. Violación de la forma de la costura  : desviación de la forma de las superficies exteriores de la soldadura o la geometría de la unión del valor establecido.
6. Otros defectos  : todos los defectos que no se pueden incluir en los grupos enumerados anteriormente.

Grietas

Las fisuras que se producen en las uniones durante la soldadura pueden localizarse en el metal de soldadura, en la zona afectada por el calor, en el metal base.

Dependiendo de la orientación, las grietas se dividen en:

• longitudinal (orientado paralelo al eje de la soldadura). Causado principalmente por altas tensiones de contracción [5] .
• transversal (orientado a través del eje de la soldadura). Por regla general, se forman como resultado de la contracción longitudinal del metal con baja ductilidad y suelen ser superficiales.
• radial (radialmente divergente de un punto)

Además, se distinguen por separado los siguientes tipos de grietas:

• ubicado en el cráter de soldadura
• agrupar y separar
• grupo ramificado
• microfisuras detectadas por métodos físicos con un aumento no inferior a 50x.

Los métodos para reducir el agrietamiento en la soldadura son:

• calcinación de fundentes antes de la soldadura;
• calentamiento preliminar de piezas de trabajo de 250 a 450 °C;
• soldadura en el modo con parámetros óptimos;
• enfriamiento lento del metal después de la soldadura;
• recocido suave después de la soldadura para aliviar las tensiones residuales.

Caries y poros

La aparición de estos defectos se debe principalmente a los gases atrapados en el metal fundido. Por ubicación, se dividen en:

• distribuido uniformemente sobre la soldadura;
• agrupado;
• dispuestos en cadena.

Las caries también incluyen fístulas, cavidades tubulares alargadas causadas por la liberación de gas, y cavidades de contracción, cavidades que se forman debido a la contracción durante la solidificación. Un caso especial de una cavidad de contracción es un cráter, una cavidad de contracción no soldada al final del cordón de soldadura.

Inclusiones sólidas

Existen los siguientes tipos de inclusiones sólidas:

• inclusiones de escoria - lineales, desconectadas, otras;
• inclusiones de flujo: lineales, desconectadas, otras;
• inclusiones de óxido;
• inclusiones metálicas - tungsteno, cobre, de otro metal.

No fusión y falta de penetración

Existen los siguientes tipos de falta de fusión o falta de conexión entre el metal de soldadura y el metal base o entre cordones de soldadura individuales [6] :

• a lo largo de la superficie lateral;
• entre rodillos;
• en la raíz de la soldadura.

El término falta de penetración o penetración incompleta es la no fusión del metal base en la zona o en todo el largo de la costura, que aparece por la incapacidad del metal fundido para penetrar en la raíz de la junta, rellenando la espacio entre las partes.

Violación de la forma de la costura

Las violaciones de la forma de la costura según GOST 30242-97 incluyen:

• socavaduras: rebajes longitudinales en la superficie exterior del cordón de la costura.
• ranuras de contracción: socavaduras desde el lado de la raíz de una costura de un solo lado debido a la contracción a lo largo de su borde.
• exceso de convexidad de las soldaduras a tope y de filete .
• exceso de penetración - exceso de metal de soldadura en el reverso de la soldadura a tope.
• perfil de soldadura incorrecto: el ángulo entre la superficie del metal base y el plano tangente a la superficie de soldadura es menor que el valor normal.
• superficie - exceso de metal de soldadura que ha fluido sobre la superficie del metal base.
• desplazamiento lineal y angular de los elementos a soldar - desplazamiento entre los elementos a soldar cuando están ubicados en paralelo a diferentes niveles (lineal) o la disposición de los bordes de los elementos en ángulo (angular).
• pandeo - metal de soldadura que no tiene fusión con la superficie a unir y se forma como resultado de la redistribución del metal de soldadura depositado bajo la acción de la gravedad. La flacidez ocurre a menudo cuando se sueldan soldaduras de filete o soldaduras a tope en una posición horizontal.
• quemado: fuga del metal del baño de soldadura, que conduce a la formación de un orificio pasante en la costura.
• ranuras incompletamente llenas.
• asimetría excesiva de la soldadura de filete: un exceso significativo del tamaño de una pierna sobre la otra.
• ancho de costura desigual.
• superficie irregular.
• concavidad de la raíz de la soldadura - una ranura poco profunda en el lado de la raíz de la soldadura debido a la contracción.

• Contracción transversal

• Contracción longitudinal

• Desplazamiento angular

• Desplazamiento angular

• distorsión de forma

Otros defectos

Otros, de acuerdo con GOST 30242-97, incluyen todos los defectos no incluidos en los grupos anteriores. Por ejemplo:

• daño local al metal debido a la ignición accidental del arco
• salpicadura de metal
• rayones en la superficie: daño a la superficie debido a la eliminación de un accesorio soldado temporalmente
• adelgazamiento de metales

Clasificación según el mecanismo de la educación

Grietas frías

Las tensiones residuales pueden reducir la resistencia del metal base y provocar su ruptura con la formación de grietas en frío. Para reducir la aparición de dichos defectos, se utilizan varios métodos tecnológicos, por ejemplo, soldadura de costura intermitente, soldadura de múltiples pasadas [7] .

Las principales razones de la tendencia al agrietamiento en frío incluyen las siguientes:

• tendencia natural de la estructura del metal, por ejemplo, martensítico
• la presencia de hidrógeno en la estructura metálica ( fragilización por hidrógeno )
• rango de temperatura de funcionamiento significativo (−100 a +100 °С)
• alta rigidez del diseño de la junta
• errores en la elección de la tecnología de soldadura

Grietas calientes

Las grietas en caliente son fracturas intercristalinas frágiles del metal de soldadura y la zona afectada por el calor. Se presentan en estado sólido-líquido durante la cristalización ya altas temperaturas en estado sólido. ubicados a lo largo de los límites de grano.

Las grietas en caliente se deben principalmente a la acción de dos factores: la presencia de capas líquidas entre los granos de metal durante la cristalización y las deformaciones por contracción. En el proceso de solidificación, las impurezas y escorias se mueven hacia los espacios intergranulares, lo que reduce la capacidad de deformación de la soldadura y la zona cercana a la soldadura. La contracción desigual de la soldadura y el metal base durante el enfriamiento provoca tensiones internas y, como resultado, la aparición de grietas micro y macroscópicas.

Los siguientes métodos tecnológicos conducen a una disminución en la formación de grietas en caliente:

• reducción del volumen de impurezas provocadoras (azufre, fósforo, etc.) en el metal de las piezas soldadas.
• reducción en el metal de soldadura de elementos que forman compuestos químicos de baja temperatura de solidificación (cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno, titanio), rompiendo la unión entre los granos.
• reducción de la rigidez de fijación de las piezas a soldar y de la rigidez estructural del conjunto soldado, evitando la deformación de los elementos durante el enfriamiento [7] [8] .

Véase también

• Control irrompible

Notas

1. ↑ Matthews, Clifford (2001), Libro de datos del ingeniero de ASME, ASME Press, p. 211, ISBN 978-0-7918-0155-0 , < https://books.google.com/books?id=7nIqrfROowQC&pg=PA211 > Archivado el 23 de enero de 2022 en Wayback Machine . 
2. ↑ GOST 30242-97 “Defectos de unión en la soldadura por fusión de metales. Clasificación, designación y definiciones" . Consultado el 8 de julio de 2017. Archivado desde el original el 29 de abril de 2017. (indefinido)
3. ↑ GOST R ISO 6520-1-2012 Soldadura y procesos relacionados. Clasificación de defectos de geometría y continuidad en materiales metálicos. Parte 1: Soldadura por fusión . Consultado el 9 de julio de 2017. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2017. (indefinido)
4. ↑ BS EN ISO 6520-1: "Soldadura y procesos afines - Clasificación de imperfecciones geométricas en materiales metálicos - Parte 1: Soldadura por fusión" (2007)
5. ↑ Raj, Jayakumar y Thavasimuthu, 2002 , pág. 128.
6. ↑ Rampaul, 2003 , pág. 216.
7. ↑ 12 Cary y Helzer, 2005 , págs. 404–405
8. ↑ Bull, Steve (2000-03-16), Factores que promueven el agrietamiento en caliente , Universidad de Newcastle upon Tyne , < http://www.staff.ncl.ac.uk/sjbull/mmm373/WFAULT/sld013.htm > . Consultado el 6 de diciembre de 2009. Archivado el 16 de abril de 2009 en Wayback Machine . 

Bibliografía

• Cary, Howard B. & Helzer, Scott C. (2005), Modern Welding Technology , Upper Saddle River, Nueva Jersey : Pearson Education, ISBN 0-13-113029-3 
• Raj, Baldev; Jayakumar, T. y Thavasimuthu, M. (2002), Pruebas prácticas no destructivas (2.ª ed.), Woodhead Publishing, ISBN 978-1-85573-600-9 , < https://books.google.com/books ?id=qXcCKsL2IMUC > 
• Rampaul, Hoobasar (2003), Procedimientos de soldadura de tuberías (2.ª ed.), Industrial Press, ISBN 978-0-8311-3141-8 , < https://books.google.com/books?id=cie00sSLFqoC > 
• Moreno, Preto (2013), Defectos de soldadura (1ª ed.), Aracne, ISBN 978-88-548-5854-1 
• Weman, Klas (2003), Manual de procesos de soldadura , Nueva York, NY: CRC Press, ISBN 0-8493-1773-8 

Enlaces

• Shchebeko L.P., Yakovlev A.P. Defectos en uniones soldadas. Clasificación. Razones para la educación. // Sitio Svarkainfo.ru