informe 3

Eduardo Sebastián Rodríguez DíazJorge Eduardo Sanango PeñaAnita Maricela Subia Sánchez

Fecha de realización: 2013/03/18Fecha de entrega: 2013/03/20

Horario: jueves 9-10Informe # 3

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO

1. TEMA: ELABORACIÓN DE DOCUMENTOS DE SOLDADURA

2. OBJETIVOS:

Aprender a elaborar una correcta documentación de soldadura como WPS, WPQ y PQR para un determinado procedimiento.

Conocer el alcance, especificación y todo lo concerniente a la norma AWS D1.1.

Efectuar ensayos destructivos y no destructivos a las probetas para su posterior informe técnico.

Observar defectos en el cordón de soldadura para el posterior informe con la documentación correspondiente.

3. MARCO TEÓRICO:

3.1. DEFINICIÓN DE LA NORMA AWS D 1.1

La norma AWS D1.1 creada por la American Welder Society la cual impone un estándar de calidad para procedimientos de soldadura, para los soldadores en estructuras de acero, es un código a seguir para la calificación de soldaduras bajo estos principios

3.2. ALCANCE DE LA NORMA AWS D 1.1

La norma AWS D1.1 creada por la American Welder Society regula la calificación de Procedimientos de Soldadura, Operadores y Soldadores en procesos SMAW y GMAW, de acuerdo a este código para Aceros Estructurales




Esta norma explica el procedimiento de calificación de soldaduras de ranura e indica los tipos de ensayos de calificación establecidos por el código citado y sus respectivos criterios de aceptación.

3.3. ESPECIFICACIONES DE LA NORMA AWS D 1.1

PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIÓN.- El objetivo de la calificación de una soldadura es determinar si reúne todos los requisitos visuales, radiográficos o de ultrasonido, y mecánicos para asegurar su calidad.

PLANTEAR EL WPS.- Se construye las Especificaciones del Procedimiento de Soldadura, WPS; tomando en consideración el tipo de proceso de soldadura, el diseño de la unión, el metal base, el metal de aporte, la protección contra la acción atmosférica, la posición de la soldadura, las características eléctricas con las cuales se suelde y la técnica para realizar el cordón.

ENSAYOS DE CALIFICACIÓN

Inspección Visual.- Este deberá ser el primer ensayo aplicado luego de ejecutar la soldadura. Las soldaduras deberán reunir los siguientes requisitos visuales:

La soldadura deberá estar libre de grietas. Todas las grietas deben rellenarse a través de toda la sección de la

soldadura. La cara de la soldadura deberá estar al ras con la superficie del metal base,

y el cordón deberá fusionarse suavemente con el metal base. El socavamiento no deberá exceder 1mm (1/32”). El reforzamiento de la soldadura no deberá exceder de 3mm (1/8”).

La raíz de la soldadura será inspeccionada y no deberá haber evidencia de grietas, fusión incompleta, o penetración inadecuada en la unión. Una raíz de superficie cóncava es permitida dentro de los límites presentados en la Tabla 6.1 del código, de manera que el espesor total de la soldadura sea igual o mayor al del metal base.

Ensayo No Destructivo.- Será aplicado a la soldadura si ésta aprueba la Inspección Visual, el cual puede ser de Radiografía o de Ultrasonido.




Ensayos Mecánicos.- El tipo de ensayo destructivo por aplicarse, así como el número de probetas requeridas, se determinarán de acuerdo al espesor del metal base consultando la Tabla 4.2 del código. Estos ensayos se clasifican en:

Ensayo de Tensión con Sección Reducida. 2. Ensayo de Doblado: de Cara, Raíz y Lado

El Criterio de Aceptación para el ensayo de Tensión con Sección Reducida es que el esfuerzo de fluencia de las probetas ensayadas sea mayor o igual al del metal base. El Criterio de Aceptación del Ensayo de Doblado es que la superficie convexa de los especímenes doblados deberá analizarse buscando discontinuidades que no podrán exceder las siguientes dimensiones:

Ninguna discontinuidad deberá exceder de 3mm (1/8”) medidos en cualquier dirección de la superficie.

La suma de las dimensiones más grandes de todas las discontinuidades que excedan de 1mm (1/32”) y sean menores a 3mm (1/8”), no deberá ser mayor a 10mm (3/8”).

La longitud máxima de una grieta de borde debe ser de 6mm (1/4”); excepto cuando es una grieta de borde debida a una inclusión de escoria visible u otro tipo de discontinuidad de fusión, en cuyo caso debe considerarse un tamaño máximo de 3mm (1/8”).

Los especímenes que contengan grietas de borde que excedan los 6mm (1/4”) de largo y no tengan evidencia de inclusiones de escoria o cualquier otro tipo de discontinuidad de fusión deberán ser ignoradas, y tendrán que reemplazarse por probetas del mismo tipo, obtenidas de la soldadura original.

4. MATERIALES Y EQUIPOS

4.1. MATERIALES:

Placa de 12’’ x 5’’ x 0,31’’

Electrodos E6010

Electrodos E7018




4.2. EQUIPO:

Máquina de soldar de corriente constante

Amoladora

Máquina de doblado

Oxicorte

5. PROCEDIMIENTO

Cortar las placas con las siguientes dimensiones: 7” de largo, 6” de ancho y 8” de espesor

Reducir el espesor de manera que cumpla con los requerimientos establecidos por la norma AWS D1.1

Soldar las placas Por medio del proceso Oxi-Corte cortar de manera precisa las placas. Con la ayuda de la moladora, pulir las partes soldadas sobretodo el cordón de

soldadura. Realizar doblado de cara

Dividir la placa y dejar en los extremos derecho e izquierdo 1” a cada lado.Medir 2” para el doblado de cara.

Realizar el doblado de raíz.Dividir la placa y dejar en los extremos derecho e izquierdo 1” a cada lado.Medir 2” para el doblado de raíz

Realizar la macrografía. Dividir la placa y dejar en los extremos derecho e izquierdo 1” a cada lado.

Medir 1” para la macrografía La cara de la soldadura se ubica en el exterior doblándola al máximo.

6. DOCUMENTACIÓN DE SOLDADURA

ANEXO




7. INFORME TÉCNICO

OBJETIVO:

- Calificación de un proceso de soldadura SMAW de dos placas con un ángulo de ranura de 60° en posición 1G.

Especificaciones del procedimiento de soldadura a calificar

Se elige este WPS para demostrar el procedimiento de calificación. El acero empleado en el WPS 1 es un ASTM A 36, este tipo de acero es del tipo más utilizado para la construcción de estructuras. La utilización de dos tipos de electrodos en este procedimiento nos dará una buena penetración y también una adecuada resistencia, para una buena penetración se utilizará el electrodo E6010 y para una resistencia apropiada electrodo E7018; para este caso sería más recomendable utilizar un electrodo E6011 en vez de un E6010 porque su resistencia a la corrosión es mayor.

Análisis de los resultados obtenidos en los ensayos

En el caso de las placas de acero ASTM A 36 soldadas con SMAW (WPS), la Inspección Visual no fue aprobada, ya que el cordón de soldadura realizado en este proceso tenía algunos defectos tales como:

- Mordeduras

- Porosidades

- Grietas

- El pase de raíz no cuenta con una adecuada penetración

- El cordón de soldadura no es continuo, es decir, no es uniforme en toda la soldadura.

El Ensayo de Doblado Guiado fue no aprobado, ya que hubo grietas en las probetas de Doblado de Cara; y en las de doblado de raíz una de las probetas se rompió totalmente. Por consiguiente, esta soldadura en probetas ranuradas no aprueba el ensayo de doblado. Los ensayos mecánicos fueron realizados en el Laboratorio de Soldadura de la Escuela Politécnica Nacional.

Debido a que este este procedimiento de soldadura no aprobó los ensayos, no se puede extender el certificado. La información se encuentra completamente




detallada en el WPS, WPQ y PQR que se encuentran en los anexos de este trabajo.

8. CONCLUSIONES

Existe un WPS para cada especificación en la soldadura, así como el proceso, junta y material de aporte, si existe alguna variación en el método a utilizar se debe realizar otro WPS

Si en el doblado se tiene algún tipo de grietas, la soldadura se rechazará automáticamente.

Las mordeduras se generan por la falta de fusión en el material. La mayoría de defectos en el resultado obtenido se deben a impurezas

presentes debido a la poca protección atmosférica en el momento de soldar. Para dirigir un proyecto que intervenga soldadura, se debe contar con los

documentos: PQR, WPQ y WPS. Para contrarrestar la falta de fusión se procede a regular el amperaje y la

velocidad de avance de la soldadura. La importancia de la norma AWS D 1.1, radica en hacer más seguro todo tipo

de construcción soldada. Asi como de impedir otras que no han reunido los requerimientos necesarios.

9. RECOMENDACIONES

La responsabilidad de efectuar una calificación de soldaduras debe llevarse a cabo con total responsabilidad e imparcialidad.

10. BIBLIOGRAFÍA

American Welding Society (AWS), Structural Welding Code – Steel ANSI/AWS D1.1, AWS, 16ta. ed., Miami,1998

11.ANEXOS

FOTOGRAFÍAS DEL ENSAYO:

Doblados de cara Doblados de raíz

WPS ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURANombre de la Empresa: EPN Identificación No.: 1Proceso(s) de soldadura: SMAW

Soporte del PQR No.: 1

Según Norma: AWS D1.1 Realizado por: Eduardo RodríguezSoldador: Tnlg. César Arguello Fecha: 2013/03/20

Autorizado por: Escuela Politécnica Nacional

DISEÑO DE LA UNIÓNTÉCNICA DE SOLDADURA

Tipo de Junta: junta en VProceso de Soldadura: SMAW

Abertura raíz: 2.2 [mm] Tipo de Soldadura:

Talón: 2 [mm] Manual X Semiautomática Automática

Ángulo de ranura: 60 ° Soldadura a: Un lado X Dos ladosPlaca de respaldo: Si Cordón de respaldo: Sí No XPreparar bisel: Si Limpieza:Método: Amolado Pase raíz: AmoladoraMETAL BASE Pase siguientes: AmoladoraEspecificación: Acero ASTM A131

Espesor: 10 mmDiámetro: N/A

METAL APORTE POSICIÓN DE SOLDADURADiámetro: 4.0 [mm] Posición de Soldadura: 1GDenominación AWS: E6010 y E7018 Progresión: HorizontalCasa Comercial Lincol Técnica: Un Pase: Varios pases: XDenominación comercial: GRICON 15HI Precalentamiento: N/A

Tiempo entre pases: 3 minNOTAS

Verificar alineación de la junta Asegurar limpieza de las partes

t = 10[mm] ; B = 2 [mm] ; A = 2.2 [mm]; C = 60°

No de pase

Metal de aporte Corriente Tensión de trabajo (Voltios)

Vel. De Avance

(cm/min)Técnica de soldadura

Clase Diámetro Tipo y polaridadIntensidad (Amperios) Oscilado Recto

1 E 6010 3.2 mm DC+ 125 16 8-12 X2 E 7018 4.0 mm DC+ 135 32 9-17 X

3-n E 7018 4.0 mm DC+ 140 22 9-17 X

PQR CERTIFICADO DE CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTONombre de la Empresa: EPN No. Identificación: 1Basado en el WPS No.: 1 Fecha: 20/03/2013Tipo: Manual X Semiautomático Automático Autorizado por:Soldador: Tnlg. César ArguelloProceso de Soldadura: SMAW Organización: Escuela Politécnica NacionalJUNTA UTILIZADA TÉCNICA DE SOLDADURATipo de Junta: Junta en V Proceso de Soldadura: SMAW

Abertura raíz: 2.2 [mm] Tipo de Soldadura:

Talón: 2 [mm] Manual X Semiautomática Automática

Ángulo de ranura: 60 ° Soldadura a: Un lado X Dos ladosPlaca de respaldo: Si Cordón de respaldo: Sí No XPreparar bisel: Si Limpieza:Limpieza: Si Método: Amolado Pase raíz: AmoladoraMETAL BASE Pase siguientes: AmoladoraEspecificación: Acero ASTM A131 Modo de transferencia:

Espesor: 10 mm Cortocircuito X Globular SprayDiámetro: N/A Corriente: DC- para Mayor penetración

METAL APORTE POSICIÓN DE SOLDADURADiámetro: 4.0 [mm] Posición de Soldadura: 1GDenominación AWS: E 6010 y E7018 Progresión: HorizontalCasa Comercial Lincoln Técnica: Un Pase: Varios pases: XDenominación comercial: GRICON 15HI Precalentamiento: N/AEspecificación: AWS D1.1 Tiempo entre pases: 3 minProtección de gas: Recubrimiento básico NOTAS

Verificar alineación de la junta Asegurar limpieza de las partes

t = 10[mm] ; B = 2 [mm] ; A = 2.2 [mm]; C = 60°

No de pase

Metal de aporte Corriente Tensión de trabajo

(Voltios)

Vel. De Avance

(mm/min)Técnica de soldadura

Clase Diámetro Tipo y polaridadIntensidad (Amperios) Oscilado Recto

1 E 7018 3.2 mm Básico DC- 125 16 8-12 X2 E 7018 4 mm Básico DC- 135 32 9-17 X3 E 7018 4 mm Básico DC- 140 22 9-17 X

WPQ REGISTRO DE CALIFICACIÓN DE SOLDADORES Y OPERADORESNombre de la Empresa: Escuela Politécnica Nacional

WPQ N: 1Nombre del soldador: Tnlg. César Arguello Ident. #: Soldador EPNNúmero de identificación del soldador: Soldador EPNProceso de soldadura Usado: SMAW Tipo:

WPS No.: 1PQR No.: 1

Norma de ensayos: AWS D1.1

Materiales y detalle de soldaduraMaterial base Acero ASTM A131Electrodo Lincoln E7018

Variables Detalles de la prueba Rango de calificaciónProceso de soldadura SMAW SMAWChapa o tubo Chapa ChapaEspesor de prueba 10 mm 3 - 10 mmTipo de junta Junta en V Junta en VPosición de soldeo Plana PlanaPasada simple o múltiple Simple SimpleGas de respaldo No Si/No

Resultado de los ensayosEnsayos no destructivos Ensayos destructivosPrueba Resultado Prueba Resultado

VisualNo

satisfactorio Doblado de cara No satisfactorioTintas penetrantes N/A Doblado de raíz No satisfactorioRadiografía N/A Doblado lateral N/AUltrasonido N/A Macrografía No satisfactorioOtras N/A Otras N/A

Prueba guiada por: Laboratorio de Soladura de la EPN

Observaciones:

Resultado de los ensayosEnsayos no destructivos Ensayos destructivosPrueba Resultado Prueba Resultado

VisualNo

satisfactorio Doblado de cara No satisfactorioTintas penetrantes N/A Doblado de raíz No satisfactorioRadiografía N/A Doblado lateral N/AUltrasonido N/A Macrografía No satisfactorioOtras N/A Otras N/A

Inspección VisualApariencia No satisfactoria Ensayo realizado por:

Dirigido por:Soldador: Tnlg. César Arguello

Socavamiento Existe una ligera presenciaPorosidad Grande Si

Convexidad No

informe 3

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