DISCONTINUIDADES DE LA SOLDADURA Y METAL BASE

En general una soldadura es descrita como cualquier interrupción en la naturaleza uniforme de un item. Por lo tanto un tope en una autopista podría considerarse un tipo de discontinuidad por que esto interrumpe una superficie lisa uniforme del pavimento. En la soldadura el tipo de discontinuidades las cuales nos interesan son cosas como fracturas, porosidad, socavación, fusión incompleta, etc.

Antes de continuar con estas discontinuidades, es muy importante entender la diferencia entre una discontinuidad y un defecto. También frecuentemente la gente usa erróneamente los dos términos de forma indiferente.

Un defecto es una discontinuidad especifica la cual puede dañar una estructura para sus propósitos.

Esto es un defecto es una discontinuidad de cierto tipo, y una que ocurre en una cantidad suficientemente grande como para dejar a un objeto o estructura inhabilitada para su servicio basado en un criterio en el código aplicable.

Dependiendo del propósito de servicio de la parte en cuestión. Una discontinuidad existente puede o no puede ser considerada como un defecto. Consecuentemente, cada industria usa códigos específicos o standars los cuales describen los limites de aceptación de estas discontinuidades las cuales podrían afectar el desarrollo exitoso de varios componentes.

Por consiguiente, concluiremos que por sus características, causas, curas sin referencias especificas para su aceptabilidad. Solamente después de su evaluación en acuerdo con un estándar aplicable se podrá emitir un juicio y saber si es una discontinuidad aceptable o un defecto rechazable.

Una forma en la que podemos explicar las discontinuidades en relación a su configuración especifica es que las discontinuidades por su configuración las podemos clasificar en dos formas: lineales y no lineales.

Las discontinuidades lineales exhiben longitudes que son mucho más grandes que su ancho.

Las no lineales por lo contrario tienen longitud y ancho que es esencialmente el mismo.

Cuando se presentan en una dirección perpendicular al del esfuerzo aplicado. Una discontinuidad linear usualmente representa una situación mas critica que si fuese una discontinuidad nolineal por que es más fácil que se propague y cause una falla.

Otra de las formas en las que podemos evaluar si la discontinuidad es critica es por su forma y tiene algún efecto en la integridad de la estructura. Esto es en la condición de la terminación. Por terminación a esas terminaciones agudas en sus extremidades. En general,

terminación entre más aguda se convierte en mas critica. Esto es por que entre más aguda la discontinuidad es más fácil de propagarse. Una vez mas esto también depende de la orientación de la aplicación del esfuerzo.

Una relación de las discontinuidades mas comunes con respecto a lo agudo de sus condiciones de terminación, comienza con las mas agudas, podríamos tener fractura, fusión incompleta, falta de penetración, inclusión de escoria y porosidades orden de esta se basa en la cantidad de estas permitidas por muchos códigos.

En algunos códigos se permite la presencia de pequeñas cantidades de falta de penetración y escoria y alguna porosidad. Dependiendo de la industria y el servicio estas cantidades pueden variar pero en general la agudeza de la discontinuidad entre mayor sea su presencia es restringida.

Discontinuidades.Ahora veremos algunas de las discontinuidades más comunes durante una

inspección y las definiciones para cada una pueden encontrarse en el standar AWS A3.0 Estándar Welding Terms and Definitions.

TABLA1TIPOS COMUNES DE DISCONTINUIDADES

Tipos de discontinuidad Localización Comentarios(1)Porosidad

(a) Uniformemente esparcida(b) Racimo(c) Tubular(d) Alineada(e) Elongada

MS

La porosidad también se puede encontrar en el MB y HAZ si el MB es acero

(2)Inclusión (a) Escorea(b) Tugsteno

MS, IS

(3)Fusion incompleta MS, IS MS entre pasos(4)Junta de penetración incompleta MB Raíz de la soldadura(5)Socavación IS Adyacente al pie de la soldadura o

la raíz de la soldadura en metal base(6)Falta de relleno MS Cara o raíz de la soldadura de una

soldadura de ranura(7)Solape IS Pie o raíz de la soldadura(8)Laminación MB MB, generalmente cerca del

espesor medio de la sección(9)Delaminacion MB MB, generalmente cerca del

espesor medio de la sección(10)Costura y regazo o falda En el MB generalmente alineado

en dirección del rolado(11)Desgarre laminar MB MB, cerca de la HAZ(12)Fractura

(a) longitudinal(b) Transversal(c) Cráter(d) Garganta(e) Pie(f) Raíz(g) Bajo cama y HAZ

MS,HZA,MBMS,HAZ,MB

MSMS

IS,HAZIS,HAZ

HAZ

MS o adyacente a ISMS (tal ves se propague a HAZ o MBMS al punto donde el arco se terminaParalelo al eje de la soldadura

Raíz o pie de la soldadura(13)Concavidad MS Cara de la soldadura o filete (14)Convexidad MS Cara de la soldadura o filete (15)Refuerzo de soldadura MS Cara de soldadura o soldadura de

ranuraLeyenda:MS- Zona de la soldadura. (Metal de Soldadura)MB- Zona del Metal Base.HAZ- Zona afectada por el calor. (Heat Afected Zone)IS- Inter. Fase de la Soldadura.

Porosidad: Porosidad es un tipo de cavidad, discontinuidad formada por atrapamiento de gas durante la solidificación. La discontinuidad formada es generalmente esférica y posiblemente elongada. Una causa común de la porosidad es contaminación durante el proceso de soldado. Generalmente, la porosidad no es considerada detrimental como otras discontinuidades, como fracturas o fusión incompleta. La forma redonda de la porosidad no concentra tantos esfuerzos como la forma de una fractura o fusión incompleta. La porosidad es una indicación de los parámetros de soldadura, consumibles, o el ensamble de la junta no es el correcto, la selección del proceso de soldadura, o el metal base esta contaminado, o una composición incompatible del material de aporte se este usando.

Porosidad esparcida: Es porosidad uniformemente distribuida a través de la la soldadura, la causa generalmente es técnicas de soldadura erróneas, la preparación de la junta o los materiales usados tal vez resulten en condiciones que causen porosidad esparcida.

Porosidad tubular: Es una forma de porosidad teniendo una longitud mayor que su ancho el cual es aproximadamente paralelo ala cara de la soldadura. La porosidad tubular se puede comparar con un hoyo de gusano. La porosidad tubular en soldaduras de filetes se extiende desde la raíz de la soldadura hasta la superficie de la soldadura. Muchos de los poros no se extienden todo el camino hasta la superficie una excavación cuidadosa puede revelar porosidad subsuperficial.

Porosidad alineada: Es un arreglo localizado de porosidad orientada en una línea. Los poros pueden ser esféricos o elongados. Esto ocurre también alo largo de la interfase de la soldadura, la interfase de cordones de soldadura, o cerca de la raíz de la soldadura es causado por contaminación. Algunas veces se refieren a la porosidad alineada como porosidad linear.

Porosidad elongada: Es una forma de porosidad la cual tiene una longitud más grande que su espesor el cual es aproximadamente paralelo al eje de la soldadura.

Inclusión: Es material sólido extraño atrapado, como escoria, fundente, tugsteno, o oxido.

Inclusión de escoria: Son discontinuidades resultantes del entrapamiento de productos no metálicos contenidos dentro de la soldadura. Inclusiones de escoria resultan de la mutua disolución del fundente e impurezas no metálicas en algún proceso de soldadura o brazing.

Esta se puede encontrar en cualquier proceso de arco que emplee fundente como medio de protección. En general la inclusión de escoria es resultado de una técnica de aplicación impropia, la falta de un adecuado acceso para soldar la junta, o una limpieza impropia de la soldadura entre pasos. La liberación de escoria de el metal fundido podrá ser acelerado por cualquier factor que tienda a hacer el metal menos viscoso o retardar su solidificación, como un alto incremento en la entrada de calor.

Inclusión de tugsteno: Son particulas de tugsteno atrapadas en el metal soldado. La inclusión de tugteno es también asociada con el proceso TIG y es algunas veces asociado con el PAW. En este proceso, un electrodo no consumible de tugsteno es usado para establecer y mantener el arco entre el electrodo y al soldadura o metal base. Si el electrodo de tugteno es introducido en el metal fundido, comienza a contaminarse, o si la corriente es demasiado alta así el tugsteno se deposita en gotas.

Fusión incompleta: Es una discontinuidad en el cual la fusión no ocurre entre la soldadura y las caras de fusión o cordones adyacentes, esto es resultado de una técnica de aplicación impropia, impropia preparación de l metal base, o un diseño impropio de la junta.

Junta de penetración incompleta: Es una condición de la raíz de la junta en la cual la soldadura no se extiende a través del espesor de la junta el área no penetrada y sin fusión es una discontinuidad descrita como junta de penetración incompleta. La junta de penetración incompleta resulta de calor insuficiente, diseño impropio de la junta. Para juntas con soldadura en ambos lados, el vaciado posterior debe ser especificado antes de soldar en otro lado para asegurar que no sea una junta de penetración incompleta. Las soldaduras en tuberías son especialmente vulnerables a este tipo de discontinuidades.

Socavación: Es una ranura por fusión en el metal base junto al pie de la soldadura o raíz de la soldadura y sin llenar por el material de aporte. Esta ranura crea una muesca mecánica la cual tiene concentración de esfuerzos. La socavación es asociada con técnicas de aplicación mal empleadas o corrientes excesivas de voltaje, o ambas.

Solape: Es una protuberancia de material de aporte sin fusión mas allá del pie de la soldadura o la raíz de la soldadura. Solape es una discontinuidad superficial que forma una muesca mecánica y casi siempre es rechazable. Dos de las causas más comunes del solape pueden ser insuficiente velocidad de viaje y una impropia preparación del metal base.