5. Geometra y terminologa de la soldaduraCAPITULO V

5.1.IntroduccinEl conocimiento de la terminologa es esencial en el trabajo diario de soldadura. El uso apropiado de la nomenclatura facilita la comunicacin y previene los problemas.Existe una relacin entre los trminos usuales, smbolos y dimensiones utilizadas.En este captulo se estudiarn estas relaciones.

Geometra de la unin soldadaIntroduccinUno de los aspectos ms importantes del inspector es su habilidad para comunicarse con otras personas involucradas en la fabricacin de soldadura. Otra parte del trabajo del inspector es la revisin e interpretacin de varios documentos relacionados a la fabricacin de la soldadura.Todos los aspectos de esta comunicacin requiere que se tenga un pleno entendimiento de los trminos y definiciones.AWS ha entendido la necesidad de estandarizar trminos y definiciones para uso de aquellos que se involucran en la actividad de fabricacin de productos soldados y ha publicado el A3.0 Standard Welding Terms and Definitions,

5.2.Tipo de juntas

Geometra de la unin soldadaTipos de juntas

Antes de empezar la soldadura, el inspector requiere examinar la configuracin de la junta debido al potencial de problemas que se pudieran presentar, en esta etapa pueden ser corregidos econmicamente. Cuando se desarrolla una inspeccin de las juntas, el inspector necesita conocer las diferencias entre los varios tipos de juntas soldadas. Una junta es la unin de los bordes de los miembros estructurales y se presentan en cinco tipos bsicosLos cinco tipos bsicos son: a tope, de borde, en T, solape y en ngulo (Butt, Edge, T, Lap y Corner Joint).

Tipo de Juntas

Tipo de juntas, aplicaciones y simbologa respectiva

Geometra de la unin soldadaTipo de juntasEstos cinco tipos de juntas derivan sus nombres de la forma en que se ejecutan.La junta a tope describe una configuracin en la que los dos miembros son unidos y alineados en el mismo plano conectndose por los bordes.

Juntas a Tope

Geometra de la unin soldadaUna vez que se ha identificado la geometra definitiva de la junta se debe de identificar la forma de los bordes a utilizar. Estos tipos de borde son: borde cuadrado (square edge), de simple chafln (single-bevel edge), de doble chafln (double-bevel edge), de ranura J simple (single-J-groove edge), de doble ranura J (double-J-groove edge), curvado (flange edge) y redondeado (round edge)

Tipo de bordes y sus aplicaciones posibles

Geometra de la unin soldadaCon los tipos de borde mostrados, es posible obtener diversas combinaciones de formas de borde, y estas a su vez se aplican a las cinco formas bsicas de junta.A continuacin se muestran algunos ejemplos de estas combinaciones:

Combinaciones y variantes de soldadura a tope / Butt Joint (incluye simbologa)

FILLET WELD

Combinaciones y variantes de juntas de esquina / Corner Joint (incluye simbologa)

Combinaciones y variantes de juntas en T (incluye simbologa)

Combinaciones y variantes de juntas de solape / Lap Joint (incluye simbologa)

Combinaciones y variantes de juntas de borde (incluye simbologa)

Geometra de la unin soldadaPartes de la junta soldadaUna vez que el tipo de junta ha sido identificado, adems de que la descripcin de la junta es clara y precisa, el inspector debe ser capaz de nombrar las varias caractersticas de la junta en particular.Algunos de estos elementos son la raz, la cara de ranura, la cara de la raz, borde de raz, abertura de raz, chafln, ngulo de chafln (bevel angle), ngulo de ranura (groove angle) y radio de ranura.Un ejemplo de esto es la raz de la junta que se define como la porcin de una junta a ser soldada donde los miembros estn ms juntos uno al otro.Otros relacionan trminos, tales como cara de ranura (groove face), cara raz (root face). La cara de raz es aquella porcin de la cara de ranura adyacente a la raz de la junta.

Diferentes juntas de raz (denotadas por sombra)A : T-Joint / Square GrooveB : Butt Joint / Square GrooveC/E : Butt Joint / Double V GrooveD : Lap Joint / Square GrooveF : Butt Joint / Simple V Groove

Cara de ranura (Groove Face), cara de raz (Root Face) y borde de raz (Root Edge)

T- Joint (Junta en T)Butt Joint (Junta a tope)

Geometra de la unin soldadaPartes de la junta soldada

La abertura de raz describe una separacin de las piezas de trabajo en la raz de la juntaEl chafln es una distribucin angular de los bordes y est definido como el ngulo entre una de las partes de la junta con respecto a un plano perpendicular a la superficie de esta parte (Bevel angle)El ngulo de ranura se refiere a el ngulo subtendido por la ranura (Groove angle)En los casos de una ranura y un chafln, el ngulo de chafln y el de ranura son iguales.El radio de ranura se aplica slo a las juntas con ranuras en J y U y es descrito como el radio usado para formar la J o U. Normalmente este tipo de juntas est especificado tanto por el ngulo de chafln como el de ranura.

Angulo de bisel*Angulo de ranura*Radio de ranura*Apertura de raz*Profundidad del bisel

Geometra de la unin soldadaEl inspector debe ser capaz de describir condiciones y caractersticas de la soldadura.Cuando se inspecciona una soldadura, el inspector debe describir las condiciones que existen al momento de ella.Las caras (de ranura y raz) son las primeras en inspeccionarse.Lo primero, las caras que son las superficies expuestas donde se efectuar el depsito de la soldadura.Las juntas de las caras y el material de aporte son parte de la soldadura.La raz es la parte ms estrecha adyacente a la ranura.Otros trminos relacionan al refuerzo de la soldadura (weld reinforcement), exceso de material al requerido para llenar la juntaEl refuerzo de la soldadura (face reinforcement) llamado tambin corona o sobremonta (verificarlo contra cdigos, estndares, etc)

5.3.Tipo de uniones soldadas

Geometra de la unin soldadaTipo de unin soldadaExisten numerosos tipos de soldadura que pueden ser aplicados a los varios tipos de juntas. De acuerdo a la AWS 3.0 hay 18 tipos bsicos de soldadura usados en la fabricacin:De ranura cuadrada (Square groove weld)De ranura achaflanada (bevel groove weld)De ranura en V (V-groove weld)De ranura en J (J-groove weld) De ranura en U (U-groove weld)De ranura achaflanada pronunciada (Flare bevel groove weld) De ranura en V pronunciada (Flare V groove weld)De filete (Fillet weld)De borde (Edge weld)

Diversas configuraciones de ranuras para soldadura

Configuraciones de ranuras para soldadura

Geometra de la unin soldadaTipo de soldadura De borde montado (Edge flange weld)De borde esquinado (Corner flange weld)De puntos / alternada en miembros a traslape (Spot weld) Contina en miembros a traslape (Seam weld)De tapn / circular en miembros a traslape (Plug weld)De cajn / agujero alargado en miembros a traslape (Slot weld)Superficial (Surfacing weld), barrera contra abrasin o corrosin.De espalda (Back weld), se aplica despus de la principal.De apoyo (Backing weld), se aplica antes de la principal

Geometra de la unin soldadaTipo de soldadura Con esta variedad de geometras disponibles, los fabricantes en soldadura pueden elegir entre uno y otro para mejorar su aplicacin.Esta eleccin debe estar basada en consideraciones tales como su accesibilidad, tipo de proceso de soldeo a usar, mtodo de preparacin de la junta, y adaptacin a diseos particulares de la estructura que viene siendo fabricada.Los primeros siete tipos se refieren a las diferentes configuraciones de ranura. Sus nombres implican que las configuraciones se nombran de acuerdo a su apariencia.Todos estos tipos de ranura pueden ser aplicados a juntas por uno o ambos lados.Una junta simple es aquella que se ejecuta por un solo lado.

Geometra de la unin soldadaTipo de soldaduraLa siguiente categora es la de filete, definido por la AWS A3.0 como una soldadura de cordn de seccin aproximadamente triangular que une dos superficies en ngulo recto a cada una de las juntasEste tipo de soldadura es el ms difundido pero se debe tomar en cuenta que no es un tipo de junta, sino un tipo particular que pude ser usado en diferentes configuraciones.Una soldadura de borde es la unin de las partes por el borde.

Geometra de la unin soldadaTipo de soldaduraOtra categora es la de puntos que se define como una soldadura hecha entre o sobre un traslape de piezas en la que se unen las superficies por contacto.En el caso de soldadura de puntos por arco, se produce la fundicin del material.

5.4.Fusin y penetracin

Terminologa de la unin soldadaTerminologa de fusin y penetracinExisten trminos referidos a la fusin y penetracin de la soldadura.En general la fusin se refiere al depsito de metal de relleno sobre el metal base.La penetracin se refiere a la distancia a la cual la soldadura ha progresado en la junta. El grado de penetracin tiene un efecto directo en el esfuerzo de la junta.Existen trminos que describen el grado o localizacin tanto de la fusin como de la penetracin.Durante el proceso de soldadura, la ranura original es derretida de tal manera que los lmites finales son ms profundos que el original.Los lmites entre la soldadura y el metal base se conoce como la interfase de soldadura.

Terminologa de la unin soldadaTerminologa de fusin y penetracin La profundidad de fusin es la distancia desde la cara de fusin a la interfase de soldadura y siempre es medida en forma perpendicular a la cara de fusin.Existen tambin muchos trminos referidos a la penetracin.La penetracin en la raz es la distancia que se extiende el metal soldado en la junta razLa penetracin de la junta es la distancia que se extiende desde la cara de la soldadura hacia la junta, fuera de cualquier refuerzoOtro trmino relacionado es la zona afectada por el calor ZAC (HAZ heat-affected zone) que se define como la porcin del metal base donde, debido a la temperatura, sus propiedades mecnicas o de microestructura han sido alteradas

Terminologa de penetracin

5.5.Terminologa dimensional de la soldadura

Terminologa de la unin soldadaPartes de la soldadura :El refuerzo de raz (root reinforcement) que es el refuerzo al lado opuesto por donde se realiz la soldadura (A tope)Tanto para las soldaduras de ranura como las de filete, existe terminologa estndar Las uniones de la cara de la soldadura con el metal base son las punteras (extremos) de la soldadura. (Weld Toe)La distancia de la puntera de la soldadura a la raz de la junta es llamada la pierna del filete/Fillet Weld Leg (Soldadura de filete / Fillet Weld).Otros componentes como la garganta del filete de soldadura (Weld Throat) generalmente se refiere a la distancia ms corta de la seccin de la soldadura de filete.

Terminologa de la unin soldadaTerminologa de tamao Para una configuracin de soldadura de doble ranura donde la penetracin de la junta es menor que la total, el tamao de la soldadura es igual a la suma de las penetraciones de las juntas de ambos lados.Para una penetracin completa de ranura, el tamao debe ser igual al espesor del ms delgado de los miembros a unir.Para determinar el tamao de un filete, primero se establece si la configuracin final es convexa o cncavaSi el perfil es convexo, la curvatura aparente de la cara de la soldadura luce curvado hacia afueraLa convexidad es similar al refuerzo.Si la cara de la soldadura luce hacia adentro, se dice que es cncava.

5.6.Terminologa en la aplicacin de la soldadura

Diversas juntas y posiciones de soldadura