Defectos de soldadura: tipos comunes, causas y soluciones

Un pequeño defecto de soldadura puede afectar la resistencia a la fatiga y la estanqueidad. Los defectos menores pueden conllevar costosas reparaciones o fallos en campo. En producción, los defectos suelen manifestarse visualmente. Pueden ser ranuras en los bordes, poros o un perfil deficiente. Pero el verdadero riesgo reside en lo invisible. Esto incluye la falta de fusión en la pared lateral o inclusiones atrapadas. También incluye la penetración de la raíz que nunca se completa. En Yonglihao Machinery, observamos un patrón común. Los defectos rara vez son aleatorios. La mayoría se deben a factores que se pueden controlar, como la preparación de la junta, el aporte de calor, el blindaje y el ajuste. Esta guía es práctica y le ayuda a encontrar el defecto rápidamente. Puede vincularlo con las causas raíz más probables. De esta manera, puede elegir la inspección y las medidas adecuadas para evitar que se repitan los defectos.

¿Qué son los defectos de soldadura?

Un defecto de soldadura es un defecto que sobrepasa los límites establecidos. Estos límites se aplican a una norma o uso determinado. El defecto puede reducir la idoneidad de la pieza para el servicio. Una discontinuidad es diferente. Es cualquier ruptura de la condición ideal de la soldadura. Puede ser aceptable si se mantiene dentro de los límites permitidos.

Los términos ISO se utilizan a menudo así:

En la práctica, la elección entre "defecto" y "discontinuidad" está ligada a otros factores. Estos incluyen la clase de aceptación, la condición de servicio y la ubicación del defecto. No se trata solo del nombre del defecto. Un pequeño poro superficial en un soporte cosmético podría estar bien. El mismo poro cerca de una punta muy estresada puede ser un rechazo. Un buen control de calidad comienza con dos preguntas. Primero, ¿dónde está la indicación? ¿Está en la raíz, la punta, la zona afectada por el calor o en el interior? Segundo, ¿a qué se enfrentará la pieza en servicio? Esto podría ser una carga estática, una carga cíclica, presión o vibración. Una vez que esto esté claro, las normas y los planes se pueden aplicar de manera consistente.

¿Por qué ocurren defectos de soldadura?

La mayoría de los defectos de soldadura se deben a una discrepancia. Esta discrepancia se produce entre el aporte de calor, la protección, la limpieza y el ajuste de la unión. Cuando alguno de estos factores es inestable, se obtiene una señal repetible. Por ejemplo, una longitud de arco alta tiende a causar socavación y salpicaduras. Una protección deficiente produce porosidad. Un ajuste deficiente resulta en una penetración incompleta o solapamiento. Una limpieza deficiente entre pasadas se manifiesta como inclusiones de escoria.

Las causas fundamentales del proceso generalmente se dividen en cinco grupos:

• Estabilidad de equipamiento y potencia: Corriente o voltaje fluctuantes, puntas de contacto desgastadas, ruta de retorno deficiente o alimentación de cable inconsistente.
• Parámetros y aporte de calor: Ajustes de velocidad de desplazamiento, longitud de arco, alimentación de alambre y pulso. Estos pueden provocar socavación, falta de fusión o perforación.
• Material y estado de la superficie: Óxido, cascarilla de laminación, aceite, recubrimientos, humedad y capas de óxido. Estos factores impulsan la porosidad y las inclusiones.
• Diseño y montaje de juntas: Separación de raíz, bisel, reborde y desalineación. Una sujeción deficiente también puede causar penetración incompleta, grietas o distorsión.
• Técnica y acceso: Ángulo de la antorcha, saliente, oscilación, limpieza entre pasadas y control de secuencia. Esto es clave en trabajos de múltiples pasadas.

En el taller, consideramos las fijaciones y el ajuste como un "parámetro silencioso". Si las piezas no encajan bien, los operarios realizan ajustes. Modifican el ángulo, la velocidad y el tiempo de permanencia. Esto provoca un aumento de la variación. Antes de ajustar la corriente o el voltaje, asegure otros aspectos. Asegure la sujeción, la separación, la alineación y el acceso. Luego, registre la velocidad de desplazamiento real y el voladizo utilizado. Aquí es donde suele encontrarse la causa raíz.

Principales tipos de defectos de soldadura

Grietas de soldadura

Una grieta de soldadura es una fractura aguda. Puede estar en el metal de soldadura, la zona afectada por el calor o el metal base. Crea un punto de alta tensión y puede propagarse rápidamente. La grieta en caliente está relacionada con la solidificación y el enfriamiento del metal bajo presión. La grieta en frío suele estar relacionada con el hidrógeno, las microestructuras duras y la tensión.

Aplique un control riguroso de grietas. Esto es necesario cuando la unión está sujeta, es gruesa o tiene alta resistencia. También es aplicable a piezas críticas para el servicio. Las grietas pequeñas rara vez se mantienen pequeñas. Las grietas deben eliminarse hasta que el metal esté en buen estado. Debe verificar los controles de precalentamiento y entre pasadas cuando sea necesario. Utilice consumibles limpios y un enfriamiento controlado para evitar la reaparición de grietas. Si las grietas se repiten en la misma zona, trátelo como un problema del sistema. Esto indica una sujeción de la unión, el control de hidrógeno o la entrada de calor, no solo un defecto estético.

Vender a menor precio que

La muesca es una ranura en la punta de la soldadura. Reduce la sección transversal efectiva de la soldadura y aumenta la sensibilidad a la fatiga. Suele ocurrir cuando la velocidad de avance es alta o la longitud del arco es demasiado larga. Un ángulo de soplete inadecuado también puede arrastrar metal del borde.

Prevenir la socavación suele ser una solución para la estabilidad. No es un rediseño. Ajuste la longitud del arco y reduzca el alto voltaje. Disminuya ligeramente la velocidad y mantenga un ángulo de antorcha estable. Esto ayuda a que la punta reciba suficiente metal de aporte. Si la socavación aparece principalmente en un lado, revise el acceso y el ajuste. Los operadores suelen alejarse de la punta cuando el espacio es reducido.

Superposición

El solapamiento se produce cuando el metal de soldadura se desliza sobre el metal base. Esto ocurre sin una fusión adecuada en la punta. Esto suele deberse a un desplazamiento lento o a una baja energía de fusión en la punta. También puede ocurrir cuando el charco se desborda más allá de la punta.

El solapamiento es más probable en filetes y soldaduras fuera de posición. En estos casos, el control del charco es más difícil. Mejore la humectación aumentando el calor en la punta, dentro de ciertos límites. Mantenga un arco más cerrado y corto. Use un tamaño de cordón más controlado. Mantenga un ángulo que dirija la energía hacia la punta, no hacia afuera.

Porosidad

La porosidad es el gas atrapado en el metal de soldadura al solidificarse. Puede aparecer en la superficie o en el interior. La dispersión de pequeños poros suele indicar problemas de protección o corrientes de aire. Los poros que se agrupan al inicio y al final del arco sugieren problemas de estabilidad del arco o humedad. Las "huellas de gusano" pueden indicar contaminación superficial o un colapso de la envoltura de protección.

El control de la porosidad es, en primer lugar, un problema de limpieza y protección. En segundo lugar, es un problema de parámetros. Comience con estos pasos: limpie el metal hasta que brille donde sea necesario. Mantenga los consumibles y las juntas secos. Verifique el tipo de gas y asegúrese de que el flujo sea sin fugas. Proteja el área del flujo de aire. Mantenga una superficie de contacto uniforme para que la copa de gas proteja el charco. Una vez que estos valores sean estables, puede ajustar la velocidad de desplazamiento y la entrada de calor. Esto ayuda a que el gas escape antes de que el metal se solidifique.

Inclusión de escoria

La inclusión de escoria es material no metálico atrapado en la soldadura. Es común en procesos basados en fundente o entre capas de varias pasadas. La causa habitual es una limpieza deficiente entre pasadas. También puede deberse a una mala colocación del cordón o a una temperatura baja que impide la flotación de la escoria.

Si aparece escoria entre pasadas, considere la limpieza como un paso obligatorio. No limpie solo "según el tiempo lo permita". Mejore el acceso a la junta. Asegúrese de que haya suficiente aporte de calor para que la escoria flote. Coloque cordones para evitar la formación de bolsas que la atrapen. Si las inclusiones se repiten en la pared lateral, revise la geometría y el ángulo de la junta. La escoria suele ocultarse en las esquinas agudas.

Fusión incompleta

Una fusión incompleta significa que el metal de soldadura no se fusionó con el metal base. Esto puede ocurrir en la pared lateral o entre pasadas. A menudo se esconde tras un cordón de buena apariencia. La superficie puede rellenarse, mientras que la pared lateral nunca se fundió por completo.

Los desencadenantes típicos son la baja temperatura en la línea de fusión. Esto puede deberse a una velocidad excesiva de avance, un ángulo incorrecto de la antorcha o una sobreextensión excesiva. La contaminación o la colocación del cordón que permite que el charco se desborde del arco también son causas. Añadir relleno no solucionará un problema de fusión a menos que la interfaz esté fundida. Dirija la energía hacia la pared lateral o la raíz. Corrija la geometría y el acceso de la unión. Verifique con la inspección adecuada cuando la unión sea crítica.

Penetración incompleta

La penetración incompleta ocurre cuando la soldadura no atraviesa completamente la unión en la raíz. Esto suele deberse a una geometría de raíz estrecha o a una desalineación. Una separación insuficiente de la raíz o una baja temperatura de la raíz también pueden ser la causa.

Si la penetración es constantemente corta, la solución suele estar en la geometría de la unión y la posición del soplete. No se trata de añadir más pasadas de recubrimiento. Verifique la apertura de la raíz, el bisel y la alineación. Asegúrese de que el electrodo esté dirigido hacia la raíz. Esto garantiza que la cara de la raíz se funda y se adhiera.

Quemaduras

La perforación por quemadura es un orificio que se forma cuando la soldadura se funde completamente a través del metal base. Se produce en secciones delgadas o con grandes holguras. Es más común cuando hay demasiada entrada de calor, un desplazamiento lento o un ajuste deficiente.

El control de la perforación comienza con el ajuste y la sujeción. Cierre las holguras, sujete correctamente y utilice soporte cuando sea necesario. Después, ajuste los parámetros. Reduzca la entrada de calor y acorte el tiempo de permanencia. Mantenga una velocidad de desplazamiento constante para evitar el sobrecalentamiento en un punto. En láminas delgadas, un control constante de las holguras suele ser más importante que pequeños cambios en los parámetros.

¿Cómo detectar defectos de soldadura?

Los defectos de soldadura se detectan ajustando el método de inspección a su ubicación. Este puede ser superficial, cercano a la superficie o interno. Un buen plan de inspección comienza con una pregunta: ¿Qué modo de fallo se está previniendo? Las fugas y los límites de presión requieren una alta sensibilidad a los poros y las inclusiones. Las uniones sometidas a fatiga requieren la revisión de grietas en los bordes, socavaduras y falta de fusión. Las soldaduras gruesas de múltiples pasadas requieren la revisión de defectos internos. Comience con las Pruebas Visuales (PV) para detectar problemas externos comunes. Luego, utilice las Pruebas No Destructivas (END) cuando el riesgo requiera mayor certeza.

VT (Prueba visual): Este método detecta grietas, socavaduras, superposiciones, salpicaduras y perforaciones. Utilice la iluminación y el aumento adecuados según sea necesario. Compare los hallazgos con los criterios. El tamaño y la ubicación son más importantes que su simple presencia.

Una regla práctica es la siguiente: si el resultado de una falla es alto, no confíe solo en el VT. Utilice el método que pueda detectar el defecto esperado en la geometría de su unión.

Conceptos básicos de reparación: cuándo rectificar, volver a soldar o rechazar

Una buena reparación de defectos es un proceso continuo. Primero, eliminar la indicación por completo. Segundo, volver a soldar en condiciones controladas. Tercero, volver a inspeccionar para confirmar que sea aceptable. La mayoría de los fallos de reparación ocurren por dos razones. Primero, el defecto solo se mitigó y no se eliminó por completo. Segundo, la causa raíz original no se solucionó antes de volver a soldar. Saltarse cualquier paso es la causa de que las reparaciones se conviertan en defectos recurrentes.

Lógica de reparación típica:

• Quitar para hacer sonar el metal: Lije o desbaste las grietas, la escoria o las zonas con falta de fusión. Evite simplemente alisar la superficie.
• Resoldar con control: Restablezca la estabilidad del blindaje, la condición de la unión y los parámetros. Evite acumular calor sin un plan.
• Volver a inspeccionar: Utilice VT como mínimo. Utilice otros métodos de END cuando así lo exijan los criterios o el nivel de riesgo.

¿Cuándo debería rechazar una pieza en lugar de repararla? Hágalo si la eliminación viola el espesor mínimo o si distorsiona la geometría crítica. También, rechácela si las reparaciones repetidas muestran un proceso inestable. Una reparación limpia es suficiente. El parchado repetido indica un problema en el proceso.

Lista de verificación de prevención

La prevención funciona mejor cuando se estandarizan los factores que causan defectos. Estos incluyen la limpieza, el ajuste, los parámetros y la secuencia. Nos centramos primero en reducir la variación. La variación crea "defectos aleatorios" difíciles de controlar. Si dos operadores utilizan diferentes stickout, velocidades de desplazamiento y ángulos de antorcha, los mismos ajustes no producirán la misma soldadura.

Lista de verificación de preparación para la soldadura (rápida pero de alto impacto):

• Superficie: Elimine el aceite, la pintura, el óxido o la corrosión donde debe funcionar el arco. Mantenga los consumibles secos.
• Montaje: Verifique la separación de la raíz, el bisel y la alineación. Sujete con abrazaderas para controlar el movimiento.
• Blindaje: Confirme el tipo de gas, el flujo constante y las conexiones sin fugas. Protéjalo de corrientes de aire.
• Parámetros: Fije un rango estable de corriente, voltaje, velocidad de alimentación del alambre y velocidad de desplazamiento. Evite la búsqueda instintiva.
• Técnica: Utilice un ángulo de antorcha, una proyección de punta y una longitud de arco uniformes. Limpie entre pasadas para trabajos de varias pasadas.
• Calor y secuencia: Controle la temperatura entre pasadas cuando sea necesario. Utilice una secuencia que reduzca la distorsión y el agrietamiento.

Si un tipo de defecto es común, como la porosidad, corrija primero su causa principal, que podría ser la limpieza o el blindaje. Haga esto antes de ajustar la configuración. Los cambios de parámetros no pueden corregir un metal base contaminado ni una fuga de blindaje.

Conclusión

Si desea menos defectos de soldadura, no comience con "más inspección". Ya sea que se ocupe de la fabricación general u ofrezca servicios de soldadura especializados, Comience con un ajuste estable, superficies limpias y entradas controladas. En Yonglihao Machinery, las victorias más rápidas se obtienen con una secuencia simple. Primero, asegure la preparación y sujeción de la unión. Segundo, verifique la integridad del blindaje. Tercero, documente una ventana de parámetros estable. Cuarto, aplique principios básicos como la limpieza entre pasadas. Finalmente, utilice VT y el END adecuado para confirmar, no para adivinar. Al tratar los defectos como señales de entradas inestables, la calidad de la soldadura se vuelve predecible.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los defectos de soldadura más comunes en la producción?

Las grietas, la porosidad, la socavación, la superposición, la inclusión de escoria y la falta de fusión son las más comunes. Se repiten porque están vinculadas a factores controlables. Estos factores son el ajuste, la limpieza, el blindaje y el aporte de calor. Estabilizar estos factores antes de cambiar los procedimientos.

¿Cómo puedo distinguir rápidamente un “defecto” de una “discontinuidad” en el taller?

No se puede tomar una decisión sin criterios de aceptación. Un "defecto" es una discontinuidad que excede los límites de uso de la pieza. Identifique el tipo y tamaño de la indicación. Luego, compárela con la clase de aceptación. La ubicación y la carga de servicio pueden influir en la decisión final.

¿Qué suele causar porosidad incluso cuando el gas está encendido?

La mayor parte de la porosidad se debe a la contaminación o a la pérdida de la cobertura de protección. No se debe solo a la falta de gas. Revise si hay aceite, humedad o pintura. Busque corrientes de aire, fugas y una proyección incorrecta. Las condiciones inestables del arco también pueden afectar la protección.

¿Cuál es la forma más rápida de reducir el socavamiento?

Acorte la longitud del arco. Reduzca el voltaje excesivo. Mantenga un ángulo estable de la antorcha para que la punta se apoye en el metal de aporte. Si se repite en la misma posición, mejore la distancia o la fijación. Los problemas de acceso suelen forzar ángulos que causan socavación.

¿Cuándo debo elegir UT vs RT para defectos internos?

Elija UT cuando sospeche defectos planos, como la falta de fusión. Elija RT cuando la principal preocupación sean defectos volumétricos, como la porosidad o la escoria. La geometría de la junta, el acceso y la orientación del defecto también son importantes. El mejor método es el que detecta con fiabilidad el defecto esperado.