016 soldadura y unión (iv) - soldadura- acabado y tratamiento superficial
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Procesos de Soldadura y Unin (IV)
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Procesos de Soldadura y Unin (IV)
Soldadura: acabado y tratamientos
1Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Contenido
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Defectos
Balance de energa
Metalurgia cordn y ZAT
Tratamientos trmicos (pre y post)
Inspeccin
Otros
2Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Otros
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Defectologa de la soldadura
Fisuras: discontinuidad por rotura local, provocada por tensiones
Microfisuras, longitudinales, transversales , de crter, ramificadas,..
Sopladuras o poros: cavidad formada por inclusiones gaseosas
Uniformemente repartida, dispersa, concentrada, alineada,
Rechupe: cavidad debida a la contraccin de solidificacin
Inclusiones: materia slida extraa aprisionada en el metal fundido
Escoria, fundente, xido, metlica,
3Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Escoria, fundente, xido, metlica,
Falta de fusin: falta de unin entre metal de aporte y base
lateral, entre pasadas, raz
Falta de penetracin: fusin parcial de bordes con discontinuidades
Exceso de penetracin o descolgadura
Mordedura: falta local de metal en los bordes del cordn
Defecto sobreespesor
Exceso, Desbordamiento, Hundimiento
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Defectologa de la soldadura
4Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Defectologa de la soldadura
Grietas en el metal base
Grietas de solidificacin en el cordn
5Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Porosidad
Falta de fusin
Inclusiones
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Imgenes radiogrficas de defectos de soldadura
Defectologa de la soldadura
6Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Porosidad
agrupada
Porosidad
alineada en la
raz del cordn
Inclusiones de
escoria
Inclusiones de
escoria
Inclusiones de
tungsteno
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Imgenes radiogrficas de defectos de soldadura
Defectologa de la soldadura
7Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Grieta
longitudinal
Penetracin
incompleta
Grieta
transversal
Mordedura
exteriorMordedura
interior
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Balance Trmico
EBA = Energa bruta aportada
Origen qumico, elctrico, mecnico,..
Acetileno: 55kJ/l
Elctrica:UIt
Velocidad de soldadura kJ/cm (bacos)
Energa empleada en fusin:
rendimiento trmico de la fusin = 2 ENAresto de ENA perdido en conduccin en materialbase = f(e, diseo, k, To)
Aporte energtico segn proceso:
Alta capacidad energtica SMAW, SAW, ESW
Bajo aporte y alta concentracin EBW, LBW
8Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Velocidad de soldadura kJ/cm (bacos)
ENA = energa neta aportada = EBA = rendimiento del proceso de soldadura
SAW 0,9 1,0
SMAW 0,7 0,8
GMAW 0,65 0,8
GTAW 0,65 0,8
LBW 0,9 1,0
Bajo aporte y alta concentracin EBW, LBW
Prdidas trmicas por
conveccin, conduccin y
radiacin
Prdidas trmicas por
conduccin
Calor empleado en fundir el metal
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Balance Trmico
9Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Aportes trmicos (en kJ/cm) de los procesos de soldadura
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Metalurgia de la soldadura
Soldabilidad (ISO 581/80): Un acero se considera Un acero se considera soldablesoldable en un grado prefijadoen un grado prefijado, por , por un un
procedimiento determinado y para una aplicacin especfica, cuando mediante una procedimiento determinado y para una aplicacin especfica, cuando mediante una
tcnica adecuada se pueda conseguir la continuidad metlica de la unin, de tal manera tcnica adecuada se pueda conseguir la continuidad metlica de la unin, de tal manera
que sta cumpla con las exigencias prescritas con respecto a sus que sta cumpla con las exigencias prescritas con respecto a sus propiedades propiedades locales y a locales y a
su influencia en la construccin de la que forma parte integrante su influencia en la construccin de la que forma parte integrante
Dilucin (D): proporcin (%) de material base fundido e incorporado al cordn de
soldadura
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soldadura
Composicin del cordn C = Ca + D Cb/100
Tcnicas sin aporte D = 100% (EBW, LBW, ERW)
TIG = 20-40%
SMAW = 10-40%
MIG = 15-50%
a) D= 20%, b) D= 80%
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Microestructura de la unin soldada
Microestructura de zona fundida:
Granos columnares
Afinado de microestructura
(mltiples pasadas)
11Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Metalurgia de la soldadura
ZAT = zona en la que el material base ha permanecido suficiente tiempo a temperaturas susceptibles de producir transformaciones estructurales
Efectos metalrgicos en ZAT:
Precipitacin de fases (intermetlicos, carburos, nitruros,)
Alteracin del grano (recristalizacin, crecimiento,)
Transformaciones de fase
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Transformaciones de fase
Crecimiento de granos
Desarrollo de tensiones internas
Variacin de propiedades mecnicas:
resistencia, tenacidad
Detalle de la microestructura de la zona soldada
a) Macrografa del corte transversal
b) Metal base
c) Zona fundida
d) Zona trmicamente afectada
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Metalurgia de la soldadura
Parmetros que afectan a la extensin de ZAT:
ENA
Propiedades material base: conductividad,
composicin qumica, estado metalrgico
Condiciones de entorno: velocidad de
enfriamiento
Condiciones operatorias: tcnica, proteccin,
13Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Condiciones operatorias: tcnica, proteccin,
precalentamiento, diseo.
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Variacin extensin ZAT
14Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Niveles de temperatura en direccin longitudinal
para distintos materiales (izda) y distintas velocidades de soldadura (dcha)
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Variacin microestructura en ZAT
Desarrollo de una zona afectada por el calor en una
soldadura
a) Temperatura mxima en cada punto
b) Estructura a la temperatura mxima
15Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
b) Estructura a la temperatura mxima
c) Estructura despus del enfriamiento en un acero
de baja templabilidad
d) Estructura despus del enfriamiento en un acero
de alta templabilidad
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Envejecimiento en ZAT
16Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Cambios microestructurales en las aleaciones endurecidas por envejecimiento durante la soldadura por fusin:
a) Temperatura mxima en cada punto durante la soldadura
b) Microestructura a la temperatura mxima
c) Estructura despus del enfriamiento lento a temperatura ambiente
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Variacin propiedades en ZAT
17Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Ms sobre soldadura
Tratamientos trmicos
Precalentamiento
Postsoldadura
Alivio tensiones
Regeneracin estructura (carburos, fase precipitadas, sobreenvejecimiento,
revenido, normalizado)
18Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Homologacin y documentacin proceso
Welding Procedure Specification (WPS)
Welder Qualification Test (WQT)
BS EN 15614 para WPS, EN 287 para WQT y ASME IX, AWS D1.1, API 1104 para ambos
Recargues y recubrimientos
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PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Inspeccin de la soldadura
19Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
PROCESOS INDUSTRIALES I (2013-2014)
Posiciones de soldadura
20Soldadura y Unin (IV). Soldadura-acabado y tratamientos.
Posiciones en soldadura
Designacin segn ANSI/AWS A 3.0-85