La importancia del control de calidad en los procesos de soldadura

Abraham Silva Hernández da la bienvenida a los participantes al seminario web sobre el sistema de calidad de soldadura. La presentación se centra en la clasificación de los procesos de soldadura de la American Welding Society y el sistema de calidad de soldadura. Mauricio Tello responderá a las preguntas en el chat en vivo.

Los procesos de soldadura se clasifican en tres tipos principales: soldadura por fusión, soldadura en estado sólido y soldadura fuerte. La soldadura por fusión implica que tanto el metal base como el metal de aporte alcanzan un estado líquido. La soldadura en estado sólido no alcanza un estado líquido, mientras que la soldadura fuerte implica fundir solo el material de aporte. Se discuten varios procesos de soldadura como GTAW, FCAW y SAW.

Normas de calidad en soldadura, en particular la especificación AWS 2.1, abarcan la calificación de procedimientos y soldadores. Procesos específicos como SMAW, GTAW, FCAW y SAW tienen características y requisitos únicos para garantizar soldaduras de calidad.

Los procesos de soldadura en estado sólido incluyen la soldadura por fricción, la soldadura por puntos de resistencia y la soldadura por fricción-agitación. Cada proceso tiene sus estándares para la calificación de procedimientos, la calificación de operadores y las pruebas. Ejemplos como RSWM, RSW y FSW se destacan por sus aplicaciones específicas y beneficios.

Las normas de soldadura por fricción incluyen AWS D17.3 para la calificación y pruebas de calidad en aleaciones de aluminio para aplicaciones aeroespaciales. Además, para la soldadura por puntos de resistencia, se siguen normas como AWS D8.6.1 y AWS D8.6.2.

Certificación y calificación en soldadura implican estándares como AWS D1.1 para prácticas recomendadas, AWS D1.4 para requisitos del sistema de calidad en soldadura por resistencia de acero al carbono, y AWS D1.5 para calificar técnicos en soldadura por resistencia.

La discusión incluye una visión general de los procesos de soldadura como el brasaje y la soldadura, donde el material a fusionar es el material de relleno. La diferencia radica en la temperatura de fusión, influenciada por la fuente de energía utilizada.

Se discuten varios métodos de fusión de material de relleno, incluyendo el uso de antorcha, resistencia e inducción. Cada método tiene aplicaciones específicas y requisitos de temperatura para fundir el material de relleno.

Controlar las variables de soldadura, desde el material base hasta los métodos de limpieza, es crucial para evitar discontinuidades severas como las grietas. Los tres defectos de soldadura más críticos son las grietas, la fusión incompleta y la penetración incompleta, según la norma AWS D3.0.

La American Welding Society enfatiza la necesidad de inspección antes, durante y después de la soldadura para garantizar la calidad. Antes de soldar, es crucial evaluar la condición del metal base para prevenir problemas como la contaminación, que puede llevar a defectos en la soldadura. Por ejemplo, la soldadura de titanio requiere un estricto control de la humedad y del oxígeno atmosférico para evitar la formación de grietas inducidas por hidrógeno y de óxidos frágiles. De manera similar, soldar acero oxidado o grasiento puede resultar en fusión incompleta o porosidad.

Durante la soldadura, es esencial monitorear variables eléctricas, velocidad de soldadura, limpieza entre pasadas y soldadura multipasos para una unión sólida. Controlar estos factores garantiza la calidad e integridad de la soldadura durante el proceso.

Después de la soldadura, la inspección se centra en la apariencia de la soldadura, la limpieza final y el posible tratamiento térmico posterior a la soldadura. Los materiales pueden requerir tratamientos térmicos específicos basados en su historial térmico, lo que afecta las propiedades de la junta soldada. Los procesos posteriores a la soldadura juegan un papel crucial en garantizar la longevidad y el rendimiento de la soldadura.

La industria de la soldadura enfrenta desafíos comunes como mantener la rentabilidad, atraer nuevos clientes, avances tecnológicos y hacer frente a escenarios industriales nacionales. Para prosperar, las empresas deben implementar sistemas de calidad, documentación, mejoras tecnológicas y adaptarse a factores externos como cambios gubernamentales, variables económicas y fluctuaciones de costos en insumos y tecnología.

Implementar un sistema de control de calidad de soldadura bien ejecutado ayuda a gestionar factores perjudiciales para las empresas como la alta rotación de personal, la documentación inadecuada de procesos, el uso ineficiente de equipos y el acceso limitado a nuevas oportunidades de mercado.

La rotación excesiva de personal puede llevar a una pérdida de conocimientos y habilidades críticas, obstaculizando la continuidad de la producción y requiriendo comenzar desde cero, impactando la rentabilidad y la seguridad del cliente.

Tener una documentación completa de los procesos de soldadura es crucial para garantizar el control, cumplir con los requisitos del cliente y garantizar la calidad de las juntas soldadas.

Usar equipos de soldadura eficientes como el EFE S/A W o Flux Cort puede aumentar significativamente la velocidad de soldadura, depositando soldaduras a una velocidad mucho más rápida en comparación con procesos como la soldadura por arco con electrodo revestido.

Las oportunidades de mercado limitadas surgen de la falta de documentación y calificaciones, lo que dificulta participar en licitaciones o concursos que requieren documentación específica y certificaciones de habilidades.

Un sistema de control de calidad de soldadura bien implementado proporciona procedimientos, documentación, soldadores calificados y registros de evaluación de habilidades, permitiendo controlar varios aspectos del proceso de soldadura.

En México, los sistemas de control de calidad de soldadura ampliamente utilizados incluyen los sistemas Doble e ISO, con sistemas adicionales como ASME, AWS y IIW siendo menos comunes pero aún relevantes para aplicaciones y certificaciones específicas.

El principal sistema de calidad para soldadura en el país es el sistema de calidad de soldadura doble S. Consiste en tres puntos clave: verificación de equipos, calificación de procedimientos de soldadura (WPS) y calificación de desempeño de soldadores (WPQ).

La verificación del equipo implica comprobar que el equipo de soldadura esté proporcionando los valores correctos. Por ejemplo, si la máquina de soldar está configurada en 100 amperios, debería emitir este valor dentro de un margen de error del 10% al ser probada con un multímetro calibrado.

Después de asegurar la fiabilidad del equipo, la calificación del procedimiento de soldadura implica probar el proceso de soldadura con parámetros específicos para validar las condiciones de soldadura. Este proceso establece un conjunto de condiciones de soldadura conocidas como el WPS.

La calificación del desempeño del soldador incluye probar la capacidad del soldador para seguir el procedimiento de soldadura establecido. Una vez que el soldador completa con éxito las pruebas e inspecciones requeridas, un inspector emite un documento certificando la calificación del soldador.

La trazabilidad es crucial en los procedimientos de soldadura, asegurando que todos los informes y calificaciones estén vinculados entre sí. Es esencial que los soldadores estén referenciados a un procedimiento de soldadura específico para mantener estándares y responsabilidad.

Los inspectores a menudo colocan tanto su sello como su firma en documentos para prevenir el plagio. Esta práctica es común para garantizar la autenticidad y evitar el uso no autorizado de documentos.

Varios documentos son aplicables para los procedimientos de calificación. Uno de estos documentos es el AW 2.1, que se utiliza para calificar procedimientos y habilidades de soldadura para aplicaciones generales.

Por ejemplo, si un fabricante de muebles necesita calificar procedimientos y soldadores para muebles de acero inoxidable, aluminio o acero, pueden utilizar el documento BE 2.1 para procedimientos que no se ajustan a códigos específicos.

La soldadura para componentes de aeronaves como reparaciones de turbinas o tubos de turboventilador sigue las normas de la Sección IX de ASME, específicamente la ASME SFA 17-1 para criterios de inspección y calidad.

El AWS D1.1 es el código de soldadura estructural para acero, proporcionando pautas para calificar procedimientos y habilidades de soldador específicamente para estructuras de acero dentro de rangos de espesor definidos.

La diferencia clave entre códigos como AWS D1.1 y documentos como BE 2.1 radica en la naturaleza integral de los códigos, que incluyen consideraciones de diseño, inspección, calificación de procedimientos, calificación de soldadores y secciones de reparación, a diferencia de documentos más enfocados como BE 2.1.

Varios documentos específicos de soldadura son utilizados, como el AWS D15.1 para la soldadura de tanques y aplicaciones de locomotoras, proporcionando pautas detalladas para soldar en esos contextos específicos.

El procedimiento de soldadura ferroviaria implica documentos específicos como la doble S de 15.2 para rieles. Cualquier duda sobre estos documentos puede ser abordada en el chat o correo electrónico proporcionado al final de la presentación.

Hay tres niveles de certificación de soldadura: Inspector de Soldadura Senior Certificado (SSW), Inspector de Soldadura Certificado (CW) e Inspector de Soldadura Asistente Certificado. El CW y el SSW pueden calificar procedimientos de soldadura.

El doble UPS contiene valores variables de soldadura como proceso, material, corriente y velocidad, validados a través de pruebas mecánicas, pruebas no destructivas y otras pruebas como pruebas de flexión y pruebas de tensión.

Las pruebas de calificación para procedimientos de soldadura varían según los códigos. Por ejemplo, en ASME Sec. IX, además de las pruebas de flexión y tensión, se requieren pruebas no destructivas volumétricas como pruebas ultrasónicas y radiográficas.

En los procedimientos de soldadura, las variables esenciales son cruciales ya que cambiarlas puede requerir recalibración del procedimiento. Las variables suplementarias esenciales son importantes para las pruebas de impacto y tenacidad de las juntas soldadas.

En los procedimientos de soldadura, existen variables esenciales y no esenciales. Las variables esenciales son cruciales para el impacto del procedimiento, mientras que las variables no esenciales pueden cambiarse sin afectar el resultado. Estas distinciones se basan en años de estudios y numerosas pruebas.

El proceso de soldadura implica crear un arco eléctrico para fundir un alambre sólido, que luego es depositado. En el caso de un proceso semiautomático como MWV (Micro Wire), la velocidad de alimentación del alambre se controla en la máquina, lo que lo hace semiautomatizado. Otros procesos van desde el control manual hasta totalmente automatizado, como la soldadura robótica.

Los procesos de soldadura pueden ser manuales, semiautomáticos o automatizados. Los procesos manuales, como la soldadura por arco con electrodo revestido, requieren control directo sobre la alimentación del electrodo y la velocidad de aplicación. Los procesos semiautomáticos, como el MWV, involucran una velocidad de alimentación de alambre controlada por máquina, haciéndolos semiautomatizados.

En los procedimientos de soldadura, el diseño de la junta es crucial. Diferentes tipos de juntas, como las juntas a tope, juntas solapadas, juntas de esquina y juntas de borde, requieren técnicas de soldadura específicas. Por ejemplo, una soldadura en filete se utiliza comúnmente para juntas a tope, proporcionando resistencia y durabilidad a la estructura soldada.

Las especificaciones del procedimiento de soldadura se pueden personalizar para garantizar una comprensión y aplicación adecuadas para los soldadores. Esto incluye consideraciones como el material de respaldo, la abertura de la raíz y la altura del hombro, que son cruciales para la preparación de la junta. Diferentes uniones de soldadura pueden requerir medidas y valores variables que deben especificarse en el procedimiento.

Un aspecto clave de los procedimientos de soldadura es la calificación de tamaños y espesores de soldadura basados en las especificaciones del documento. Los soldadores deben adherirse a los valores y rangos establecidos para los tamaños de soldadura de filete y espesor para garantizar una calificación adecuada. El documento dicta los rangos permitidos dentro de los cuales los soldadores pueden trabajar, asegurando consistencia y calidad.

En los procedimientos de soldadura, la especificación de los materiales base es esencial. Por ejemplo, el uso del acero ASTM A36, un acero de bajo carbono, se clasifica en el grupo M1 según la norma W2.1. Este grupo incluye aceros de bajo carbono con elementos de aleación mínimos, lo que los hace más fáciles de soldar. Los procedimientos de soldadura se pueden aplicar a cualquier material dentro del mismo grupo siempre y cuando cumpla con los requisitos de espesor.

Las pruebas de calificación para procedimientos de soldadura involucran parámetros específicos como espesores calificados y tamaños de filete. Estas pruebas se realizan para determinar los rangos apropiados para los procesos de soldadura. Cumplir con estos parámetros es crucial para prevenir problemas como la fusión incompleta o fallas en la soldadura durante el servicio.

El registro de calificación contiene valores que se introducen en el código para determinar los rangos permitidos. Estos rangos se utilizan luego en la receta final, que especifica los parámetros de soldadura para el proceso de soldadura.

El procedimiento de soldadura implica el uso de metal de aporte, como un electrodo de clasificación AWS A5.18 ER70S-6 de 35 milésimas de pulgada de diámetro. Este material de electrodo tiene propiedades mecánicas específicas indicadas por el '70' en su designación.

Argón y CO2 en una proporción de 75-25 se utilizan como gases de protección durante el proceso de soldadura para proteger el charco de soldadura fundido de la contaminación atmosférica.

El precalentamiento puede ser necesario según el código de soldadura, pero en algunos casos, el proceso se puede llevar a cabo a temperatura ambiente. Variables eléctricas como la polaridad, el voltaje, la velocidad de alimentación del alambre y la corriente juegan un papel crucial en la determinación de la entrada de calor durante la soldadura.

El proceso de calificación de procedimientos de soldadura implica documentar los datos recopilados durante la soldadura, los cuales luego se utilizan junto con el código de soldadura para determinar los parámetros específicos de soldadura. El registro de calificación, junto con la receta de soldadura y los resultados de las pruebas, forman la base para las operaciones de soldadura.

Se realizan varios tipos de pruebas como pruebas de tensión, pruebas de flexión, pruebas macrográficas, pruebas de tenacidad y pruebas de corrosión para calificar un procedimiento de soldadura. El tipo de pruebas realizadas depende del tipo de junta que se esté soldando.

Los procedimientos de control de calidad de soldadura involucran diversas pruebas como tensión, flexión, macrografía y pruebas de fractura para evaluar la resistencia mecánica, la ductilidad y la calidad de la fusión. Diferentes tipos de soldaduras requieren pruebas específicas como líquidos penetrantes, micrografía, dureza y análisis químico para garantizar calidad e integridad.

Las pruebas no destructivas son cruciales en el control de calidad de la soldadura, requiriendo inspección visual antes, durante y después de la soldadura. Se realizan pruebas como penetración líquida, partículas magnéticas, ultrasonografía y radiografía industrial basadas en normas y especificaciones aplicables.

El proceso de calificación del soldador implica evaluar las habilidades del soldador a través de pruebas como pruebas de flexión y radiografía. Variables esenciales para la calificación del soldador incluyen el proceso de soldadura, material base, metal de aporte, grosor, diámetro, posición y gas de protección.

El sistema de garantía de calidad de soldadura abarca varios aspectos como tecnologías de soldadura, incluyendo soldadura por arco, soldadura por resistencia, soldadura láser, y capacitación en diferentes procesos de soldadura como GMW, GTAW y CMT. Además, implica la interpretación de códigos y normas como ASME, AWS e ISO.

El departamento de soldadura tiene más de 30 años de experiencia en soldadura por arco, soldadura por resistencia, soldadura láser y capacitación en varios procesos de soldadura. También ofrecen capacitación en fundamentos de soldadura, interpretación de códigos y metalurgia para industrias como la aeroespacial, ferroviaria, automotriz y más.

El orador discute las últimas tecnologías de soldadura, incluyendo la soldadura láser y la fabricación aditiva. Se mencionan procesos como la deposición de depósitos aditivos con el proceso GM double CMT.

El control de calidad en la soldadura garantiza el control de variables eléctricas, variables de la máquina y del proceso de soldadura en sí. También asegura la competencia de los operadores de soldadura a través de pruebas de calificación de soldadores.

Implementar un sistema de calidad de soldadura permite un control preciso de los parámetros de soldadura, asegurando que las piezas tengan las propiedades correctas. También ayuda a controlar las variaciones que podrían afectar el proceso y permite la expansión como proveedor para industrias que requieren volúmenes de producción más altos.

Contar con un sistema de calidad de soldadura permite ingresar a diversas industrias como la automotriz, estructural y aeroespacial al cumplir con sus requisitos de procedimientos de soldadura. Facilita el cumplimiento de normas y especificaciones de la industria.

Detalles de contacto para consultas relacionadas con procesos de soldadura, incluyendo metales como titanio, cobre, aluminio y varias aleaciones. El hablante menciona trabajar con diferentes procesos de soldadura más allá de la soldadura por arco, como la soldadura por resistencia y los procesos de estado sólido.

El seminario web concluye con un mensaje de agradecimiento al público. La grabación en video estará disponible en el canal de YouTube para futuras consultas. Se anima a los espectadores a suscribirse para obtener más contenido relacionado y seguir a la organización en redes sociales para recibir actualizaciones sobre próximos seminarios web.