Inspección de soldadura

Acerca de la inspección de soldadura

Una tarea multidiciplinar

La inspección de soldadura es una tarea multidisciplinar que comprende múltiples y diversas técnicas y objetivos. En esta sección se describe el examen de secciones cortadas para características geométricas, dureza o microestructura.

Dos niveles de inspección

El examen de secciones materialográficas de juntas soldadas se realiza normalmente conforme a dos niveles de inspección:

Macro inspección de soldadura:

Macro:

con hasta 50 aumentos empleados con estereomicroscopios
Un macroexamen normalmente se realiza en secciones transversales no embutidas en juntas soldadas e implica técnicas de corte y esmerilado fino/tosco. El acabado resultante es adecuado para el grabado, seguido de un examen de las macrocaracterísticas de la junta soldada, alguna de las cuales se cita a continuación:

  • Geometría de la soldadura
  • Número y tamaño de los pases
  • Profundidad de penetración
  • Extensión de la zona afectada térmicamente
  • Imperfecciones superficiales como fracturas, mordeduras, garganta excesiva, convexidad o ángulo de soldadura.
  • Imperfecciones internas como fracturas, porosidad, inclusiones metálicas, falta de fusión, falta de penetración o escoria.
  • Imperfecciones en la geometría de la junta como abertura de la soldadura, cara de raíz, ángulo de chaflán o desalineación.

Micro inspección de soldadura:

Micro:

cuando el examen se realiza con aumentos mayores (de hasta 1.000) con microscopios ópticos.
En las técnicas de microexamen y de dureza transversal, se debe disponer de una superficie pulida y plana ópticamente. El microexamen se realiza para estudios de imperfecciones de soldadura y características microestructurales como:

  • Huecos (porosidades, cavidades con contracción, fracturas diminutas)
  • Fases especiales (fase-sigma en acero inoxidable)
  • Tamaños/estructuras de grano
  • Estructura de soldadura
  • Segregación
  • Zona afectada térmicamente y estructura base

Cómo realizar una inspección de soldadura

En general, las técnicas convenciones de los ensayos de dureza y materialográficos también se aplican a las secciones soldadas. No obstante, las características de la soldadura introducen algunos retos específicos en la preparación materialográfica.


Corte

A menudo, el corte por llama se utiliza como una técnica de corte primaria para eliminar una sección soldada más manejable de una fabricación mayor. En este caso es importante que la macro/micro sección se someta a un proceso de corte abrasivo húmedo y que se seccione alejada de la influencia de daños térmicos de un proceso de corte térmico primario.

A fin de minimizar la deformación del corte y el riesgo de daños térmicos en la superficie de corte, se aplican las sugerencias generales de selección del disco de corte y de los parámetros de corte.

Embutición
Normalmente, las macro secciones para los ensayos de procedimiento se preparan sin embutición debido a los límites de tiempo y porque un acabado de esmerilado fino por lo general es suficiente para un macro examen. Si la preparación semiautomática es una opción, entonces existen varios soportes para muestras que acomodarán las secciones transversales sin embutir de las juntas soldadas.

Si se requiere la embutición, entonces existe la opción de embutición en caliente o embutición en frío. No es inusual, sin embargo, que en el examen de soldadura haya secciones transversales relativamente grandes. En este caso, se pueden utilizar los moldes rectangulares para embutición en frío.

Preparación mecánica
Lo habitual es que las secciones soldadas para un macro examen se preparen manualmente en grados cada vez más finos de papel al carburo de silicio hasta un acabado de 1200 granos. Para muestras mayores o un tiempo de esmerilado superior el disco de esmerilado de diamante en resina ofrece ventajas en cuanto a vida útil y una tasa de eliminación constante.

En el microexamen y en los ensayos de dureza transversal, los requisitos de preparación también incluyen el pulido.

Las muestras de soldadura pueden conllevar múltiples variaciones en cuanto a la dureza del material en la muestra, ya sea por cambios de fase durante el soldeo o porque la junta incorpora metales diferentes. El metal de soldadura puede contener partículas duras o algún defecto propio de la soldadura. Por lo tanto, es importante que el método de preparación garantice que el relieve de pulido entre las características microestructurales sea mínimo y que se conserven todos los elementos microestructurales. En este sentido, se prefiere el equipo de preparación automático o semiautomático ya que ofrece constancia y reproducibilidad del pulido lo que facilita un análisis microestructural preciso.


Ataque
Se puede utilizar tanto el ataque químico como electrolítico, dependiendo de la aleación y el análisis requerido. El reactivo más común utilizado para el acero de baja aleación y al carbono es el nital con diversas concentraciones; también se puede usar un 10 % de persulfato amónico. Para diferentes aleaciones como aceros inoxidables o aleaciones de níquel, se debe considerar el ataque electrolítico. El ataque electrolítico ofrece algunas ventajas respecto a otras soluciones de ataque químico como velocidad, facilidad de manejo y mayor seguridad ya que minimiza el contacto del usuario con los reactivos.

En aplicaciones donde se requiere un análisis microestructural detallado, las muestras del pulido y ataque electrolítico deben esmerilarse hasta un acabado de 1.000 granos.


Características geométricas

Las características geométricas de una soldadura por lo general se especifican individualmente para cada soldadura o grupo de soldaduras. Por lo tanto, el análisis de fallos, la aprobación o el control de una soldadura en la mayoría de los casos se realiza con una especificación detallada. El tipo, el número y el tamaño de las imperfecciones internas o superficiales además se definen perfectamente para la calidad de soldadura.

La medición, el recuento y la indicación e informe de características geométricas e imperfecciones en las soldaduras se debe al alto grado de estandarización como tarea y se puede optimizar mediante el uso de sistemas de imágenes específicos.
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