Defectos comunes en soldaduras: tipos, causas y detección trata las discontinuidades que se forman en soldaduras por fusión, por qué ocurren y cómo se detecta cada una antes de que provoque una falla en servicio. Toda soldadura contiene discontinuidades. Lo que importa es si su tipo, tamaño y ubicación exceden los límites de aceptación del código aplicable.
La ISO 6520-1 agrupa las imperfecciones de soldadura en seis familias: grietas (grupo 100), cavidades incluyendo porosidad (200), inclusiones sólidas como escoria (300), falta de fusión y de penetración (400), forma imperfecta como sotavado (500) e imperfecciones diversas (600). Esta clasificación se corresponde directamente con el comportamiento del defecto y con cómo se detecta.
Los fallos volumétricos redondeados, como los poros de gas, toleran mucho más esfuerzo que los fallos planares afilados, como las grietas o la falta de fusión.
La división más útil para elegir un método de inspección es si un defecto rompe la superficie o está enterrado en el volumen de la soldadura. Los defectos que rompen la superficie, como el sotavado, las grietas superficiales y la porosidad en superficie, se detectan mediante inspección visual, ensayos por líquidos penetrantes o partículas magnéticas.
Los defectos volumétricos, como porosidad interna, escoria y penetración incompleta, requieren ensayos radiográficos o por ultrasonidos. Los defectos planares, como la falta de fusión y las grietas, son los más peligrosos y los más difíciles de encontrar, porque una grieta cerrada mal alineada con el haz radiográfico puede pasar totalmente desapercibida.
La porosidad es gas atrapado durante la solidificación, normalmente por humedad, contaminación o pérdida del gas de protección. Es volumétrica y redondeada, por lo que es comparativamente menos perjudicial, pero la porosidad agrupada o lineal puede aún no aceptar la inspección.
Las inclusiones de escoria son residuos no metálicos que quedan cuando la escoria de una pasada no se limpia antes de depositar el siguiente cordón. Ambos se detectan de forma fiable con radiografía, que los muestra como manchas oscuras o sombras alargadas.
La falta de fusión se produce cuando el metal de aportación no se cohesiona con el metal base o con una pasada anterior, típicamente por aporte de calor insuficiente, una velocidad de avance demasiado alta o un ángulo de antorcha inadecuado.
La penetración incompleta es la incapacidad para llenar la raíz de la junta, causada por espacios de raíz estrechos, corriente baja o cara de raíz excesiva. Ambos son fenómenos planares que reducen el área portante, por lo que son estructuralmente graves.
El ensayo por ultrasonidos los detecta bien porque el haz sonoro se refleja fuertemente en la interfaz plana no fusionada.
El sotavado es una ranura fundida en el metal base en la garganta de la soldadura que no se rellena, causada por corriente excesiva, arco demasiado largo o ángulo de electrodo incorrecto. Es un defecto superficial y un concentrador de esfuerzos, por lo que está muy limitado en juntas sometidas a fatiga.
Las salpicaduras, las gotas expulsadas alrededor del cordón, son cosméticas pero pueden enmascarar defectos reales. Ambos se detectan mediante un examen visual sistemático. Un programa estructurado de inspección de soldadura comienza con la aceptación visual antes de aplicar cualquier método volumétrico.
Las grietas son el defecto menos tolerable porque son afiladas, planares y a menudo se propagan en servicio. Las grietas en caliente se forman durante la solidificación cuando películas de bajo punto de fusión de azufre o fósforo se segregan a los límites de grano bajo restricción por contracción.
Las grietas en frío, también llamadas asistidas por hidrógeno o grietas tardías, necesitan tres factores simultáneos: hidrógeno difusible procedente de humedad o contaminación, una microestructura dura susceptible en la zona afectada por el calor (ZAC) y esfuerzo de tracción.
Pueden aparecer horas después de la soldadura, por lo que en aceros de mayor resistencia la inspección de aceptación a menudo se retrasa hasta 48 horas. El control implica consumibles secos, precalentamiento correcto y procesos de bajo contenido de hidrógeno.
Una discontinuidad se convierte en defecto sólo cuando excede los límites del código. La ISO 5817 define niveles de calidad B, C y D (siendo B el más estricto) para soldaduras en acero, y las grietas, la falta de fusión y la falta de penetración no son aceptables en ninguno de estos niveles. Códigos estructurales como AWS D1.1 establecen sus propios criterios de aceptación para soldaduras de producción, mientras que ASME BPVC Sección IX regula la cualificación de procedimientos de soldeo y soldadores más que los límites de aceptación en servicio. El mismo poro pequeño puede pasar el nivel D pero rechazarse en el nivel B. La tabla siguiente relaciona cada defecto con su causa habitual y el método que lo detecta.
| Defecto | Causa típica | Método primario de detección |
|---|---|---|
| Porosidad | Gas atrapado, humedad, pérdida de gas de protección | Ensayo radiográfico; visual si está en superficie |
| Inclusión de escoria | Escoria no limpiada entre pasadas | Ensayos radiográfico y por ultrasonidos |
| Falta de fusión | Bajo aporte de calor, técnica deficiente | Ensayo por ultrasonidos (planar) |
| Pene tración incompleta | Raíz ajustada, corriente baja, avance rápido | Ensayos radiográfico y por ultrasonidos |
| Sotavado | Corriente excesiva, arco largo, ángulo incorrecto | Examen visual |
| Grieta en caliente (solidificación) | Segregación de azufre o fósforo, restricción | Ultrasonidos; penetrante o partículas magnéticas si es superficial |
| Grieta en frío (hidrógeno) | Hidrógeno difusible, ZAC dura, esfuerzo | Ultrasonidos; ensayo de partículas magnéticas diferido |
Las grietas superficiales en aceros ferromagnéticos se detectan rápidamente con ensayo de partículas magnéticas , mientras que los defectos volumétricos enterrados se documentan con ensayo radiográfico .
Registrar estos resultados de inspección, las resoluciones de aceptación y las soldaduras de reparación asociadas a cada activo es más fácil en un único sistema de mantenimiento. Solicite una demostración de Fabrico para ver cómo el historial de inspección de soldaduras puede registrarse junto a los registros de equipos.
Una discontinuidad es cualquier interrupción en la estructura normal de una soldadura. Sólo se convierte en defecto cuando excede los criterios de aceptación del código o la especificación aplicable.
Las grietas y la falta de fusión son las más graves porque son afiladas, planares y reducen el área portante al tiempo que actúan como puntos de inicio de grieta. Las grietas por hidrógeno en frío son especialmente insidiosas porque pueden aparecer horas después de que la soldadura se haya enfriado.
La falta de fusión es un defecto planar muy cerrado. La radiografía depende de un cambio de espesor a lo largo del trayecto del haz, por lo que un defecto plano no alineado con el haz puede ser invisible. Un haz ultrasónico se refleja fuertemente en la cara plana no fusionada, lo que lo hace mucho más fiable para defectos planares.
Controlar los tres factores contribuyentes: mantener bajo el hidrógeno difusible con consumibles secos y de bajo hidrógeno y juntas limpias; aplicar el precalentamiento correcto y la temperatura interpasada para ralentizar el enfriamiento y ablandar la ZAC; y reducir los esfuerzos residuales mediante el diseño de la junta y la secuenciación.
Iniciar sesión
Blog
