aws wj esp 202107

july2021.qxp_IT Spring 4/06 6/28/21 9:58 AM Page C1
La revista de la Sociedad Americana de Soldadura
EN ESPAÑOL
JULIO 2021
Avances en inspección
de soldadura
Soldadura fuera
de posición
Además: Precalentamiento de soldadura para tubos • Soldadura de aluminio por arco con
electrodo de tungsteno protegido por gas • Solución de soldadura multiprocesos
july2021-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 9:59 AM Page 2
CONTENIDO
Julio 2021 • Tomo 14 • Número 3
ARTÍCULOS
10
Videoscopio moderno para una inspección
más fácil de la soldadura
Esta herramienta ayuda a los inspectores a
superar retos comunes en la inspección de
soldaduras — M. Ito
13
EL 1-2-3 de los ensayos NDE: técnicas de
inspección para aplicaciones de soldadura
Selección de la herramienta correcta de ensayo no
destructivo para el trabajo — J. Herrin
16
Soldadura fuera de posición: GMAW vs. FCAW-G
El volumen de trabajo importa al seleccionar qué
método de soldadura se va a usar — B. Guy
20
Precalentamiento de soldadura para tubos y
conductos en la obra
Conozca los diferentes métodos y la aplicación
correcta de precalentamiento de soldadura
13
16
A. Sherrill
24
Un fabricante se beneficia al cambiar a una
solución de soldadura multiprocesos
Dixie Mechanical eliminó la purga trasera en acero
inoxidable y soldaduras dobles mediante un cambio
de equipo — J. Robedeaux
10
2 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
20
july2021-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:03 AM Page 3
SECCIONES
4
Editorial
5
Nuevos productos
y literatura
8
28
Preguntas y respuesta —
aluminio
Índice de anunciantes
En la portada: Un empleado de Olympus
utiliza el detector de fallas de matriz en
fase OmniScan® X3 para inspeccionar
tuberías en una refinería de petróleo.
OFFICERS
WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL
President Robert W. Roth
RoMan Manufacturing Inc.
Publisher Annette Alonso
Editor Carlos Guzman
Vice President W. Richard Polanin
WRP Associates
Vice President Dennis K. Eck
Consultant
Vice President Michael A. Krupnicki
Airgas USA
Treasurer Carey Chen
Incodema Holdings LLC
aws.org
8669 NW 36 St., # 130, Miami, FL 33166-6672
(305) 443-9353 or (800) 443-9353
AWS Publications Department
Managing Editor Kristin Campbell
Sr. Editor Cindy Weihl
Associate Editor Katie Pacheco
Associate Editor Alexandra Quiñones
Education Editor Roline Pascal
Peer Review Coord. Brenda Flores
Publisher Emeritus Jeff Weber
Inspection Trends Editor Carlos Guzman
Executive Director & CEO Gary Konarska II
American Welding Society
Design and Production
DIRECTORS
Managing Editor, Digital and Design Carlos Guzman
Production Manager Zaida Chavez
Assistant Production Manager Brenda Flores
T. Anderson (At Large), ITW Welding North America
R. Ashelford (Dist. 13), Rock Valley College
T. Brosio (Dist. 14), Major Tool & Machine
D. E. Clark (Dist. 20), DEClark Welding Engineering PLLC
D. A. Desrochers (Dist. 1), Old Colony RVTHS
D. L. Doench (At Large), Consultant
D. A. Flood (Past President), Consultant
K. R. Fogleman (Dist. 16), Consultant
M. Hanson (Dist. 15), Compass Electronics Solutions
R. E. Hilty (Dist. 7), Hilty Sign & Fabrication Co.
R. L. Holdren (At Large), ARC Specialties
T. S. Holt (Dist. 18), Tech Corr USA Management
J. Jones (Dist. 17), Harris Products Group
T. Kostreba (Dist. 10), Erie High School
D. H. Lange (Dist. 12), Northeast Wisconsin Tech. College
T. J. Lienert (Past President), T. J. Lienert Consulting LLC
S. Lindsey (Dist. 21), City of San Diego
S. M. McDaniel (Dist. 19), Big Bend Community College
S. Moran (Dist. 3), Philly Shipyard Inc.
R. Purvis (Dist. 22), Purvis Welding Inspection
S. Raghunathan (At Large), Saudi Aramco
H. Record (Dist. 5), Record Tool & Die
K. Shatell (At Large), Pacific Gas & Electric Co.
L. E. Showalter (Dist. 4), Newport News Shipbuilding
M. M. Skiles (Dist. 9), Consultant
W. J. Sperko (At Large), Sperko Engineering Services
R. H. Stahura (Dist. 6), ESAB Welding & Cutting Products
P. I. Temple (Dist. 11), Welding Consultant
H. W. Thompson (Dist. 2), Underwriters Laboratories Inc.
J. Thompson (Dist. 8), Consultant
Advertising
Senior Sales Executive, Corp. Sandra Jorgensen
Manager, Sales Operations Lea Owen
MARKETING ADVISORY COUNCIL
(MAC)
D. Doench, Chair, Consultant
A. Sepulveda, Vice Chair, Hypertherm Inc.
D. Brown, Astaras Inc.
C. Coffey, The Lincoln Electric Co.
D. DeCorte, RoMan Mfg. Inc.
G. Konarska II, American Welding Society
D. Marquard, IBEDA Superflash Compressed
S. Molenda, ESAB Welding & Cutting
M. Muenzer, ORS Nasco
W. Newell Jr., Euroweld Ltd.
N. Schmid, Weiler Abrasives Group
S. Smith, Weld-Aid Products
D. Wilson, Wilson and Associates
C. Chen, Ex Officio, Incodema Inc. and Newcut Inc.
S. Fyffe, Ex Officio, Astaras Inc.
L. Kvidahl, Ex Officio, Ingalls Shipbuilding
T. Lienert, Ex Officio, Consultant
S. Moran, Ex Officio, Philly Shipyard Inc.
R. Polanin, Ex Officio, WRP Associates
R. Roth, Ex Officio, RoMan Mfg. Inc.
Welding Journal en español (ISSN 2155-5559
impresa/print) (ISSN 2689-064X en línea/
online). Lectores del Welding Journal en español
pueden hacer copias de artículos para uso
personal, educacional, e investigación, pero
este contenido no se puede vender. Favor
indicar crédito apropiado a los autores de los
artículos. No osbtante, los artículos marcados
con asterisco (*) tienen derechos reservados y
no se pueden copiar. Para más información,
favor contactar a nuestro departamento
editorial.
La AWS valora la diversidad, defiende
prácticas equitativas e invita a sus
miembros a establecer una cultura en
la comunidad de soldadura para
aprender y celebrar las diferencias
entre las personas. La AWS reconoce
que un compromiso de diversidad,
igualdad e inclusión es esencial para
alcanzar la excelencia en la Asociación,
sus miembros y empleados.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 3
editorial-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:03 AM Page 4
EDITORIAL
Tuberías y conductos: la infraestructura de la industria
La edición de este mes contiene temas relacionados con tuberías y conductos, los cuales brindan la infraestructura esencial para
transportar material en una amplia gama de
servicios prácticamente a todo ramo industrial que se pueda imaginar.
Tubos contra conductos
Gary Lewis
Presidente, Lewis
Reliability Resources
“Es un honor para
quienes damos
servicio a las ramas
de la industria que
dependen de las
tuberías y
conductos
compartir nuestra
experiencia y
recursos de red
para educar y
asegurar la
sustentabilidad de
estos sistemas
vitales”.
Una de las preguntas más comunes que
escucho es “¿Cuál es la diferencia entre tubos
y conductos?”
Con frecuencia éstos se ven similares pero
en realidad son bastante diferentes en términos de características como la forma, el tamaño, la rigidez y el servicio para el cual
están hechos.
En cuanto a la forma, los tubos usualmente son redondos mientras que los conductos
pueden ser redondos, cuadrados o rectangulares. Con respecto a las medidas, los tubos
se definen por el diámetro interior y la cédula (espesor de la pared), con algunas excepciones donde el tamaño de la abertura es más
importante que el diámetro exterior (OD).
Los conductos se caracterizan por el OD y el
espesor de pared o calibre.
Extremos de aplicación
Los tubos en sí se usan en una amplia variedad de aplicaciones, desde las muy mundanas, el transporte de material inofensivo
de una manera más eficiente y efectiva, hasta sistemas mucho más desafiantes que implican un servicio crítico o delicado, expuestos con frecuencia a condiciones extremas
de temperatura, presión y ambiente. Las
aplicaciones críticas incluirían mover materiales especiales o volátiles con consideraciones exteriores adicionales impuestas por la
seguridad, la producción, el programa, el costo, la disponibilidad, la pericia y el diseño de
ingeniería.
Los materiales de manufactura, el diseño y
las alternativas de proceso de soldadura para
su unión generalmente son determinados por
el ambiente de servicio y los objetivos económicos, con frecuencia de acuerdo con códigos
específicos de construcción o buenas prácticas. Las pruebas dependerán en gran medida
del nivel de integridad requerido.
4 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Servicios críticos
La mayoría de la gente fuera de nuestros
círculos tienen muy poca apreciación de la amplia gama de decisiones, coordinación y pericia
que se requiere para conseguir, instalar y operar sistemas de tuberías en diferentes arreglos.
Los dueños, contratistas y fabricantes de equipo original están enfrentando dramáticas pérdidas en experiencia, pericia técnica y recursos
debido a diversos cambios económicos y culturales. Por lo tanto, el acceso a servicios críticos
para evaluar la idoneidad para el servicio, el
manejo de la vida útil y el retorno de la inversión se vuelve más valioso que nunca.
Recursos de la AWS
La Sociedad Americana de Soldadura (AWS,
por sus siglas en inglés) es reconocida mundialmente por la solidez de su organización así
como por sus miembros voluntarios y consejeros, quienes son fundamentales para brindar
conocimiento técnico y práctico para muchos
de estos trabajos relacionados. Información de
los comités relevantes como el D10, Committee on Piping and Tubing, puede encontrarse
en aws.org/standards/CommitteesAndStandardsProgram/d10-committee-on-piping-and-tubing.
Estos comités se establecieron para atender diversos problemas específicos relacionados con
la soldadura de tubos y conductos.
Resumen
Los sistemas de tuberías y conductos son
críticos para nuestra infraestructura. Éstos
transportan la sangre vital de la industria y de
la civilización. Es un honor para quienes damos servicio a los ramos de la industria que
dependen de las tuberías y conductos compartir nuestra experiencia y recursos de red para
educar y asegurar la sustentabilidad de estos
sistemas vitales. Esto ayudará a todos a competir de manera más efectiva y a operar de manera segura, confiable y responsable.
No dude en escribirme a [email protected]
para acceder a una red de elite de expertos
reconocidos en la materia y proveedores de
servicios de especialidad, en lo que intentamos restablecer nuestros recursos y cadenas
de suministro de la perturbación creada por
esta reciente pandemia mundial. WJ
product-print-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:04 AM Page 5
NUEVOS PRODUCTOS Y LITERATURA
Software para corte de
conductos y tubos anuncia
actualizaciones
El software actualizado Rotary
Tube Pro™ 3 muestra características y
mejoras que facilitan el diseño y el corte de partes de conductos y tubos. Hecho para máquinas con un eje rotatorio, el software simplifica el corte de línea común para permitir a los operadores cortar dos o más partes de forma
que éstas compartan al menos una línea común entre sí. Esto mejora la utilización de material y la vida de los
consumibles. El software también cubre costos de partes, nidos y trabajos,
incluyendo los asociados con el desgaste de los consumibles, la operación de
la máquina, la mano de obra y la electricidad. Adicionalmente, el software
hace autoselección de material, lo cual
permite a los operadores introducir
descripciones básicas del material en
los ajustes y automáticamente localizar los materiales disponibles. Con
Sistema de inducción que
ofrece calentamiento en sitio
esta función, los operadores no necesitan elegir por separado un material y
espesor una vez que se seleccionaron
el tamaño del tubo y el espesor de la
pared. Los usuarios con un plan de
mantenimiento activo pueden actualizar a esta versión de software sin cargo
adicional.
Hypertherm Inc.
hypertherm.com
(800) 737-2978
El sistema de calentamiento por inducción ArcReach® logra el precalentamiento y secado de juntas de soldadura en la obra para aplicaciones de construcción y tubos, que incluyen aplicaciones de refinería, petroquímica,
plantas de energía, astilleros, construcción estructural y petróleo y gas.
Al ofrecer un máximo de temperatura
de 600˚F (315˚C), el sistema de calentamiento típicamente lleva una junta a
la temperatura objetivo en 20 minutos
o menos usando electricidad de las herramientas de calentamiento en superficies metálicas magnéticas o alrededor
de éstas, como por ejemplo en fierro o
acero, para crear corrientes en el metal. Estas corrientes pasan a través de
la pieza de trabajo y son convertidas
en calor para que la pieza de trabajo en
sí sea la fuente del calor, y no las herramientas de calentamiento. El sistema está equipado con un calentador
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 5
product-print-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:05 AM Page 6
titanio y materiales recubiertos. Éste
puede integrarse en la mayoría de los
molinos de tubo que emplean soldadura de arco abierto (es decir, fuentes de
poder para soldadura de plasma, láser,
arco con electrodo de tungsteno protegida con gas) así como molinos-soldadores por resistencia.
que se usa con cables enfriados por
aire o envolturas rápidas como herramientas de calor, lo que permite a los
contratistas hacer internamente el
precalentamiento y el secado utilizando las fuentes de poder de soldadura
que ya están en sitio. Esto elimina la
necesidad de terceros contratistas y
brinda un control completo del plan de
trabajo. El sistema de calentamiento
por inducción además es más rápido,
más seguro y menos caro que los métodos de calentamiento por flama
abierta o por resistencia.
Miller Electric Mfg. LLC
millerwelds.com
(920) 734-9821
Sistema de inspección
actualizado que utiliza un
láser Clase 2
El sistema de inspección de soldadura WI-2000 para manufactura de
conductos y tubos incorpora un láser
Clase 2. Con una potencia de salida óptica menor a 1 mW, y operando sólo en
el rango visible, los láseres Clase 2 se
consideran seguros para operación
normal y no requieren un oficial de seguridad láser para su instalación. El
sistema de inspección produce una salida láser constante y brinda al usuario
la posibilidad de ajustar la exposición
de la cámara para controlar el brillo de
la línea láser en la imagen adquirida.
Este diseño brinda más control lineal
sobre la línea láser para una mejor inspección de la soldadura. El sistema de
inspección de soldadura es adecuado
para acero, acero inoxidable, aluminio,
Xiris Automation Inc.
xiris.com
(905) 331-6660
Reporte analiza el impacto de
COVID-19 en el mercado de la
manufactura de conductos y
tubos metálicos
El Reporte de la Investigación de
Mercado — Industria de la Manufactura de Conductos y Tubos Metálicos en
Estados Unidos plantea que las reducciones bruscas en los precios del petróleo como resultado de la pandemia de
COVID-19 han causado a este ramo de
la industria que experimente una baja
en ingresos. De acuerdo con el reporte,
en 2020, la industria de la manufactura
de los conductos y tubos metálicos disminuyó 14.2% sus ingresos. Sin embargo, conforme la economía empieza a recuperarse lentamente con la implementación de vacunas, se espera que los ingresos crezcan 2.7% en 2021. El reporte
además establece que la rentabilidad de
la industria bajó 1.4% en 2020 debido a
los niveles reducidos de utilización de la
capacidad de manufactura, pero se espera que aumente a 2.5% en 2021. El
reporte también indica que se espera
que los operadores de la industria que
atienden a los mercados de la infraestructura se mantengan resilientes debido a las bajas menos severas en las reservas de infraestructura.
IBISWorld
ibisworld.com
(800) 330-3772
Transportador neumático
en línea que logra altos
rendimientos
El transportador en línea Line Vac™
transporta altos volúmenes de material a través de tubo ordinario. Éste expulsa una pequeña cantidad de aire
comprimido a través de la boquilla direccionada para producir un vacío en
un extremo con altos flujos de salida
en el otro. La tasa de transportación se
controla fácilmente usando un regula-
6 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
dor de presión en el suministro de aire
comprimido. El transportador roscado
de uso rudo de 21⁄2 NPT (National Pipe
Thread Taper), tiene un diámetro
grande de garganta que hace posible
transportar más material a través de
distancias verticales y horizontales
más largas. Diseñado para aplicaciones
industriales, tiene una construcción en
aleación endurecida que ayuda a evitar
el desgaste prematuro al mover materiales abrasivos o pesados (por ejemplo, granalla, medios de tamboreación
y acoplamientos metálicos). El transportador se ofrece en siete tamaños
desde ¾ a 3 NPT para adaptarse a tamaños populares de conductos. También se ofrecen modelos para uso estándar hechos de aluminio así como
acero inoxidable 303 a 316 en 11 tamaños con o sin roscas.
EXAIR Corp.
exair.com
(800) 903-9247
Reporte aborda la pérdida
de productividad debido a
COVID-19
La pandemia y la productividad: la
cuantificación del impacto evalúa el
efecto de la pandemia por COVID-19
en la productividad a través de los ramos industriales de la chapa metálica y
la calefacción, la ventilación y el acondicionamiento de aire. El reporte de 24
páginas puede ayudar a los contratistas a cuantificar y reducir los costos de
la pérdida de productividad originada
por trabajar bajo los protocolos dictados por la pandemia. Con un enfoque
en el seguimiento de la mitigación y la
comparación de la productividad, el reporte resalta los siguientes tres hallazgos: 1) se pierde 8.7% de las horas del
proyecto debido a los requerimientos
de mitigación, lo cual incluye manejo
product-print-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:05 AM Page 7
del equipo de protección personal, limpieza y desinfección, reglas de acceso y
tiempo de administración extra; 2) hay
un impacto en la productividad promedio de 9.2% (tiempo perdido en mano
de obra de instalación) y un impacto
de la mitigación de 8.7% en la productividad del contratista debido a la pandemia, lo que resulta en un impacto en
la productividad de 17.9%, y 3) las
compañías con procesos de mitigación
de la pandemia en orden vieron menos
pérdidas de productividad. El reporte
incluye una guía para ayudar a los
miembros a adaptarse al nuevo panorama de la industria así como una hoja
de cálculo para calcular las órdenes de
cambio y determinar el impacto.
videoscopio. Su avanzado sensor de
imagen, la iluminación LED ultra-brillante y el software de procesamiento
de imágenes logran imágenes claras
que les permiten a los usuarios ver
más en una sola vista. Puede agregarse
un adaptador de punta óptica tipo ojo
de pescado de 220 grados opcional,
para mostrar al mismo tiempo vistas
tanto lateral como hacia adelante. Para
inspecciones peligrosas, como por
ejemplo el interior de plantas de energía nuclear, los usuarios pueden configurar y controlar el videoscopio desde
una ubicación segura hasta a 100 m
(328 pies), y la pantalla táctil puede
desmontarse de la unidad principal y
ponerse hasta a 5 m (16 pies).
New Horizons Foundation
newhorizonsfoundation.org
(703) 222-9001
Olympus Corp.
olympus-ims.com
(800) 622-6372
Videoscopio largo que hace
inspección de conductos
complejos
Cascos para soldar anuncian
gráficos llamativos
El videoscopio largo IPLEX™ GAir
permite imágenes de vista amplia en
distancias largas para una inspección
rápida y eficiente de sistemas de conductos complejos o peligrosos. Para llegar al objetivo de inspección, la cabeza
guía del videoscopio se desliza fácilmente a través de las juntas del conducto mientras que su articulación
neumática brinda un control fino, aun
cuando el tubo de inserción de 30 m
(98 pies) esté totalmente extendido. El
sensor de gravedad automáticamente
rota la imagen en la pantalla sin importar la orientación del videoscopio, y
el indicador de longitud de inserción
rastrea qué tanto se ha desplegado el
Los gráficos de los cascos para soldar Metal Matrix™ y Gear Box™ presentan dos vistas atractivas. El gráfico
de Metal Matrix en el casco de soldadura Serie Clásica muestra tonos plateados brillantes inspirados por las muchas texturas en capas producidas por
la fundición del metal. Éste tiene un
área de visión de 5.2 pies cuadrados
(0.48 metros cuadrados); lente de activación/apagado automático que se activa con la formación de un arco; un diseño de peso ligero de 16 onzas (0.45
kilogramos); y la tecnología de lente
ClearLight™. El gráfico Gear Box en el
casco para soldar Digital Elite™ está
inspirado en el mundo de los juegos.
Éste despliega detalles intrincados y
un esquema de color de negros sombreados, bronces profundos y azules
plateados. Además de las funciones de
lente de activación/apagado automático y ClearLight, éste muestra un área
de visión de 9.2 pies cuadrados (0.85
metros cuadrados); AutoSense™ para
ajustar automáticamente la sensibilidad del casco para que concuerde con
el ambiente del soldador; y X-Mode™
para eliminar la luz solar y la interferencia fuera de posición mediante detección electromagnética del arco de
soldadura aun cuando los sensores estén bloqueados.
Miller Electric Mfg. LLC
millerwelds.com
Sistema multiprocesos para
soldar que permite unir acero
La máquina para soldar X5 FastMig
utiliza tecnología de inversión energéticamente eficiente para ayudar a los
soldadores a superar los retos asociados con unir acero. Ofertado en modelos de 400 y 500 amperes, el sistema
multiprocesos hace soldadura por arco
con electrodo metálico protegida con
gas, soldadura por arco con electrodo
de tungsteno protegida por gas, corriente continua, y soldadura por arco
con electrodo de metal protegida, así
como ranurado.
— continúa en la página 28
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 7
aluminum-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:08 AM Page 8
PREGUNTAS Y RESPUESTAS — ALUMINIO
P: ¿Qué tipo de equipo para soldadura por arco con electrodo de
tungsteno protegida por gas
(GTAW, por sus siglas en inglés)
es el mejor para soldar aluminio:
corriente continua, electrodo negativo (DCEN, por sus siglas en
inglés), corriente continua, electrodo positivo (DCEP, por sus siglas en inglés), o corriente
alterna (AC, por sus siglas en inglés)? Además, ¿cuál es el mejor
tipo de tungsteno para GTAW?
da del metal base y excelente penetración de junta. La preparación de borde
con frecuencia puede eliminarse, y/o
puede reducirse el tamaño de la ranura
de forma que se requiera menos material de relleno. Debido a que no hay
limpieza del metal base durante el proceso de soldadura con DCEN, el material base debe limpiarse por completo
antes de soldar. Esto usualmente implica desengrasado, limpieza química,
cepillado metálico, raspado o lijado del
área de la junta.
Corriente continua,
electrodo positivo
R: He aquí las características de cada
configuración, y más información sobre máquinas inversora y electrodos de
tungsteno.
Corriente continua,
electrodo negativo
A veces se usa DCEN para GTAW de
aluminio. Esta polaridad se usa con
más frecuencia con gas protector
100% helio y electrodos de tungsteno
toriados, ceriados o lantanados. Aunque la polaridad DCEN es un poco limitada en su uso, soldar aluminio con
esta polaridad ha resultado ventajoso
para algunas operaciones manuales y
muchas operaciones automáticas de
soldadura, especialmente al soldar secciones gruesas. Debido a que hay menos tendencia a sobrecalentar el electrodo, se pueden usar electrodos más
pequeños para una corriente de soldadura dada. La entrada de calor más
grande de DCEN produce fusión rápi-
Soldar con DCEP puede producir
una buena acción de limpieza superficial y permitir la soldadura de secciones
de aluminio delgado. Dado que la DCEP
aporta una cantidad significativa de calor al tungsteno y contribuye a un redondeado extremo del electrodo, el tamaño del electrodo de tungsteno debe
aumentarse. Debe observarse que la
DCEP no se usa comúnmente para soldar aluminio debido a que el arco tiende
a desviarse, haciendo más difícil para el
soldador dar seguimiento a la junta.
Corriente alterna
La AC es por mucho el método usado más comúnmente para GTAW de
aluminio. El óxido en la superficie del
aluminio es eliminado por la acción de
limpieza proporcionada por la porción
positiva de la forma de onda de AC, y
la porción negativa aporta la mayor
parte del calor durante la soldadura. El
Fig. 1 — El redondeado típico en un
electrodo de tungsteno usado con
máquinas tradicionales.
8 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Fig. 2 — Un electrodo de tungsteno
preparado adecuadamente que puede
usarse con fuentes de potencia
inversoras.
POR TONY ANDERSON
proceso de AC GTAW se diseñó originalmente para crear un arco de soldadura equilibrado usando la potencia
monofásica de onda sinusoidal suministrada por las instalaciones pero con
el voltaje de circuito abierto limitado a
80 V para seguridad del operador.
Avances técnicos en la década de los
años 1970 permitieron una forma de
onda con características más cuadradas así como un rango reducido de
ajuste de balance para que la relación
de EN/EP pudiera cambiarse ligeramente. Se agregó un generador de potencia de alta frecuencia para iniciar el
arco, y ayudar a mitigar la inestabilidad del arco que resulta del arco extinguiéndose y reiniciando cuando la polaridad de la soldadura se invierte durante cada ciclo de AC (120 veces por
segundo con potencia de 60 Hz).
Máquinas inversoras
En la actualidad, muchas fuentes de
poder inversoras modernas prácticamente han eliminado la inestabilidad
del arco que puede ser un problema
para las máquinas basadas en transformador. El inversor no se caracteriza
por su relación voltaje-corriente sino
por su método de alcanzar una salida
de DC o AC y su respuesta muy rápida.
Las fuentes de potencia inversoras reciben los voltajes de línea entrantes y
los “recortan” a una frecuencia rápida
(en el rango de kHz); el voltaje resultante es convertido en una onda cuadrada de AC de baja frecuencia. Estas
máquinas son capaces de invertir la
polaridad con tal velocidad que la trayectoria del arco ionizado nunca se colapsa por completo, eliminando así la
necesidad de alta frecuencia continua
una vez que un arco se ha establecido.
Todo esto es posible usando electrónica de estado sólido. El resultado es una
máquina de peso mucho más ligero, y
amplio control del desempeño al soldar aluminio.
Las máquinas inversoras tienen las
siguientes ventajas:
• El arco es mucho más estable que
con máquinas de transformador.
• La expulsión de tungsteno es menos común, lo cual también hace que
sean menos frecuentes las inclusiones
de tungsteno.
• Tienen un amplio rango de ajustes
de balance para un control preciso de
la remoción de óxido y el calentamien-
aluminum-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:08 AM Page 9
to del electrodo.
• Pueden tener un amplio rango de ajustes de
frecuencia, lo que permite un arco más enfocado
y una controlabilidad mucho mayor.
• La forma de onda, que ya no está ligada a la
potencia primaria, puede manipularse mediante
software. Las cuatro formas de onda que son más
comúnmente seleccionables son triangular, sinusoidal, cuadrada suavizada y cuadrada avanzada.
• La amplitud de la corriente puede ajustarse
independientemente para cada polaridad de la
onda de AC.
• Algunas máquinas incluso son capaces de generar diferentes formas de onda para cada polaridad de la onda de AC.
• El electrodo típicamente no necesita ser redondeado, como con las máquinas tradicionales
de AC, pero puede mantener una punta ligeramente roma.
Todas estas características avanzadas pueden
llevar a una gran cantidad de control sobre el arco
y las características finales de la soldadura.
Electrodos de tungsteno para
soldar aluminio
Las opciones de tungsteno para soldar en AC
con máquinas tradicionales están limitadas esencialmente a tungsteno puro (EWP, banda verde),
o zirconiado (EWZr, banda café). Con cada uno de
estos electrodos, la punta debe formarse en un
hemisferio liso con un diámetro que no exceda
1.5 veces el diámetro del tungsteno — Fig. 1.
Las fuentes de potencia inversoras modernas
actualmente usan las mismas variedades de
tungsteno para soldar en AC y en DC. Las más comunes son 2% ceriado y 2% lantanado. El tungsteno toriado puede usarse de manera muy efectiva en los rangos más bajos de corriente, aunque
la erosión se vuelve problemática conforme aumenta la corriente. Para cualquiera de estos electrodos, la punta debe prepararse como una punta
con el extremo romo. Dependiendo de los ajustes
de la máquina, esta punta puede ser ligeramente
redondeada pero no debe formar una bola grande
si está dimensionada correctamente para el trabajo que se está haciendo — Fig. 2. WJ
TONY ANDERSON es director de tecnología de aluminio,
ITW Welding North America. Es miembro del Instituto
Británico de Soldadura (British Welding Institute, TWI),
Ingeniero Certificado Registrado con el Consejo
Británico de Ingeniería (British Engineering Council), y
desempeña numerosos cargos en comités técnicos
de la AWS. Es presidente del Comité Técnico
Consultivo para Soldadura de la Asociación de
Aluminio (Aluminum Association Technical Advisory
Committee for Welding) y autor del libro Welding
Aluminum — Questions and Answers, actualmente
disponible en la AWS. Puede enviar sus preguntas a
Tony Anderson a nombre de Welding Journal, 8669 NW
36 St., #130, Miami, FL 33166-6672, o por correo
electrónico a [email protected].
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 9
ito-olympus-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:08 AM Page 10
Videoscopio moderno
para una inspección
más fácil de la soldadura
Esta herramienta ayuda a los inspectores
a superar retos comunes en la inspección
de soldaduras
as pruebas no destructivas juegan
un papel importante en el diagnóstico de equipo durante el man-
L
tenimiento de estructuras soldadas.
Por ejemplo, las soldaduras en plantas
de energía en proceso de envejecimien-
POR MASATERU ITO
to (por ejemplo, plantas de petróleo y
petroquímicas y plantas de energía nuclear) con frecuencia son inspeccionadas con métodos no destructivos como
la detección ultrasónica de defectos.
Sin embargo, la inspección con detección ultrasónica de defectos puede
ser difícil o hasta imposible si la soldadura es inaccesible. Incluso con métodos de inspección visual remota (RVI,
por sus siglas en inglés) que brindan
imágenes claras de soldaduras de difícil acceso, su confiabilidad con frecuencia depende de la destreza y experiencia del inspector. La buena noticia
es que se han desarrollado nuevas tecnologías RVI que permiten una inspección altamente eficiente y precisa. Los
métodos de prueba también se están
diversificando.
Una tecnología RVI que ofrece una
inspección de soldadura más efectiva
es el videoscopio industrial moderno,
un tipo avanzado de boroscopio con
capacidad de grabación de video e imagen fija. Este artículo revisará las capacidades del videoscopio para superar
los retos comunes de la inspección de
soldadura.
Los retos de la inspección
visual en la soldadura
Fig. 1 — Inspección videoscópica de una soldadura dentro de un tubo.
10 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
El estándar ISO para inspección visual de soldaduras en materiales metá-
ito-olympus-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:09 AM Page 11
Fig. 2 — El modelado 3D produce mediciones de profundidad
más confiables.
licos (ISO 17637:2016, Non-destructive
testing of welds — Visual testing of fusion-welded joints) establece que las soldaduras pueden inspeccionarse directamente si el acceso es suficiente, o de
manera remota usando boroscopios y
otro equipo RVI aplicable.
Puede insertarse un videoscopio industrial en tuberías y tanques a los que
no puede accederse desde el exterior,
dándoles a los inspectores una visión
clara de las partes soldadas en el interior — Fig. 1. Esta inspección visual
ayuda a los inspectores a determinar la
necesidad de reparar o reemplazar
equipo para tuberías y tanques.
Muchos videoscopios modernos
vienen con una función de medición
que puede medir cuantitativamente
longitud, altura, profundidad y tamaños de los defectos. Aun cuando sea difícil evaluar la necesidad de reparación
a partir de la imagen de la soldadura,
la función de medición puede ayudar
en la inspección visual. Esta función
también elimina la necesidad de equipo extra para tomar mediciones.
Generalmente se han usado imágenes convencionales bidimensionales
(2D) para mediciones videoscópicas de
fracturas, efectos del calor y corrosión
en partes soldadas. Sin embargo, estas
imágenes 2D presentan un reto: es
difícil determinar visualmente la profundidad en una imagen plana. Dado
que el inspector debe poner manualmente los puntos de medición, confirmar la medición toma tiempo y puede
llevar a una menor confianza en los resultados.
Fig. 3 — Los elementos visuales con código de colores
permiten un análisis rápido de protuberancias y depresiones.
Mejora de la eficiencia de la
medición videoscópica con
modelado 3D
Algunos modelos videoscópicos tienen una función de medición con modelado tridimensional (3D), el cual
brinda una solución de medición más
eficiente que el uso únicamente de
imágenes 2D — Fig. 2.
Dicho de manera sencilla, el modelado 3D es una función videoscópica
que ayuda a los inspectores a entender
fácilmente la forma de componentes
complejos mediante diversos despliegues en 3D del objeto de interés. Por
ejemplo, se puede rotar el modelo 3D
del objeto de interés para verificar las
posiciones de la medición y los puntos
de referencia, quitar objetos innecesarios del despliegue de sección transversal, y aplicar código de colores a las
protuberancias y hendiduras para verlas de un solo vistazo — Fig. 3.
Con el modelado 3D, la forma superficial del objeto de interés puede
mostrarse tridimensionalmente, lo
que ayuda a los inspectores a entender
el área superficial irregular. Rotando el
modelo 3D, el inspector puede determinar de manera fácil y rápida dónde
poner el punto de medición. Otro beneficio es que los puntos más profundos o más altos se despliegan automáticamente. Esto elimina la necesidad
de buscar manualmente los puntos de
medición, lo .que ahorra tiempo y permite mediciones precisas.
Al entender la forma de la parte sol-
dada con modelado 3D, los inspectores
pueden medir rápidamente su ancho,
su altura y su paso (relación de ancho y
altura). El modelado 3D es particularmente útil al medir la altura de una
parte soldada en la pared interior de un
tubo delgado, pues es necesario establecer un plano de referencia para esta
tarea. Al acomodar de manera óptima
el ancho del plano de referencia en la
superficie curveada del tubo mientras
se ve el modelo 3D, el inspector puede
medir de manera rápida y precisa las
dimensiones de la soldadura.
Al medir la altura de una parte soldada en el diámetro interior (ID) de un
tubo (ID del tubo), la profundidad se
mide comparándola con el plano de referencia establecido por el inspector.
Sin embargo, es difícil crear un plano
de referencia lo suficientemente ancho
que quede plano sobre la curva del ID
del tubo; los modelos 3D son útiles
para esta tarea. El inspector puede rotar el modelo 3D para ver la ubicación
del plano de referencia y qué tan cerca
está de la curva. Esta información importante no puede obtenerse de imágenes 2D.
Otras tecnologías para
inspección visual remota
de soldaduras
Con frecuencia se hacen inspecciones de soldadura dentro de tubos, tanques y contenedores de diámetro grande, así como en las paredes internas
oscuras de tubos. Sin embargo, mu-
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 11
ito-olympus-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:09 AM Page 12
chos videoscopios carecen de iluminación suficiente para estos espacios
grandes u oscuros, lo que dificulta encontrar la parte soldada que debe inspeccionarse a detalle. El inspector debe
acercarse repetidamente a la pared y
escanear un área específica para encontrar defectos — un método tardado que puede causar que se pasen por
alto defectos en la oscuridad.
La iluminación adecuada también es
importante para el modelado 3D, pues
el objeto de interés debe iluminarse
con suficiente luz para adquirir los datos de medición que se necesitan para
generar un modelo 3D. Una solución
para lograr más iluminación es usar un
videoscopio industrial moderno con
una fuente de luz de diodos láser.
Cuando una fuente de luz de diodos
láser viene de la unidad principal del
videoscopio y usa fibra óptica para
transmitir la luz a la punta del tubo de
inserción, ésta genera una luz brillante
y enfocada para iluminar el objeto de
interés. Los inspectores pueden ver su
objetivo claramente en espacios oscuros usando los más recientes sistemas
de iluminación de diodo láser.
Para hacer una observación precisa
y adquirir los datos de medición, además de la iluminación adecuada es importante suprimir la luz reflejada por
materiales metálicos. Las tecnologías
más recientes de procesamiento de
imágenes pueden ajustar la cantidad
de luz y mejorar la calidad de la imagen con base en el objeto de interés
para superar este reto.
Con estas tecnologías videoscópicas
modernas, los inspectores pueden generar un modelo 3D suficiente incluso
en un ambiente difícil para inspección
visual. El resultado es mediciones de
soldadura más rápidas e inspecciones
más confiables.
12 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Conclusión
Un videoscopio industrial moderno
equipado con modelado 3D, iluminación con diodos láser y tecnología de
procesamiento de imágenes es una solución efectiva para inspeccionar soldaduras de tuberías. La medición de
dimensiones de soldadura en espacios
reducidos o grandes, como por ejemplo
en un tubo de diámetro grande o en un
buque tanque, pueden hacerse de manera precisa y en menos tiempo que
con una imagen de medición en 2D.
Como resultado, los inspectores pueden determinar de manera rápida y
precisa la necesidad de reparación. WJ
MASATERU ITO
([email protected]) es
especialista en mercadotecnia, inspección
visual remota, Olympus Scientific
Solutions, Waltham, Massachusetts.
herrin-zetec-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:09 AM Page 13
EL 1-2-3 de los ensayos NDE:
técnicas de inspección para
aplicaciones de soldadura
POR JESSE HERRIN
Selección de la herramienta correcta de
ensayo no destructivo para el trabajo
ifícilmente hay una manera más
precisa de probar la integridad
de una soldadura que llevarla
más allá de su punto de rotura. Desafortunadamente, sin importar qué
método de ensayo destructivo use, se
quedará con una parte o material que
ya no sirve.
Las técnicas de ensayos no destructivos (NDE, por sus siglas en inglés)
van desde ensayos sencillos manuales
y visuales hasta tecnologías sofisticadas que pueden detectar defectos superficiales o bajo la superficie, porosidad, variaciones en la estructura metalúrgica y otras discontinuidades sin tener que destruir, dañar ni desperdiciar
recursos.
Ya sea que contrate los servicios de
NDE como parte de un programa de
aseguramiento de la calidad o que su
organización haga sus propias inspecciones, es importante conocer los pros,
los contras y los desarrollos más recientes en herramientas y técnicas
para aplicaciones de soldadura.
Revisemos de manera más detallada
los diversos métodos.
den ser asequibles y eficientes. Sin embargo, requieren sustancias químicas y
una preparación exhaustiva de la superficie, que incluye la remoción de
pintura o recubrimientos. El tiempo y
la limpieza requeridos aumentan en
un ambiente de trabajo grande.
Ensayos penetrantes
La radiografía convencional usa rayos X o rayos gama en combinación
con película para indicar defectos de la
soldadura. La calidad de la imagen variará con la destreza del técnico, y debido a que revelar los resultados lleva
tiempo, la realimentación al técnico no
es inmediata. Además, tener radiación
en el sitio de trabajo puede ser problemático e implica un riesgo de seguridad para los trabajadores.
D
Los ensayos penetrantes (PT, por
sus siglas en inglés) se han usado por
décadas para encontrar defectos de
fractura superficial en metal y en otros
materiales no porosos. Esta técnica
implica aplicar un líquido de color a la
superficie y permitir que la acción de
capilaridad arrastre el material penetrante hacia las fracturas abiertas; el líquido se vuelve visible bajo luz ultravioleta o por el color contrastante del
tinte que se esté usando, lo que indica
al técnico la presencia de defectos.
En un área localizada, los PT pue-
Ensayos magnéticos
Los ensayos magnéticos (MT, por
sus siglas en inglés) usan campos magnéticos para localizar discontinuidades
en la superficie y cerca de la superficie
en material ferromagnético. Se aplican
partículas ferromagnéticas pequeñas
al material y éstas son arrastradas hacia los defectos de rotura superficial.
Los MT sólo son efectivos en material
ferroso, y como ocurre con los PT, la
preparación y la limpieza de las superficies aumentan el tiempo de la inspección. Ninguna de las técnicas produce
un registro digital detallado de los resultados de inspección.
tectar defectos superficiales y bajo la
superficie en materiales conductores.
El técnico aplica una punta de prueba
o bobina a una superficie metálica; la
punta de prueba genera un campo
electromagnético que induce flujo de
electrones en el material. Toda discontinuidad en el metal distorsionará el
flujo de electrones, el cual es capturado y analizado por un instrumento de
corriente eddy.
Radiografía
Corriente eddy
Los ensayos por corriente eddy (corriente inducida) son ideales para de-
Fig. 1 — Las herramientas portátiles de
corriente eddy aumentan la velocidad
de ensayo y son fáciles de usar. Pantallas táctiles a color y capacidad de
C-scan brindan realimentación visual
en tiempo real al técnico y al personal
de soldadura.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 13
herrin-zetec-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:10 AM Page 14
La generación más reciente de herramientas portátiles de corriente eddy aumentó la velocidad, la exactitud y la repetibilidad de ensayo, especialmente en
operaciones prolongadas de soldadura y
en áreas grandes de inspección. Instrumentos como el MIZ-21C de Zetec tienen la potencia de procesamiento, el
software y la vida de batería para hacer
inspecciones prácticamente en cualquier lado. Éstos además generan un registro digital de inspección que puede
almacenarse, analizarse y compararse
con un historial de resultados. Su capacidad de C-scan brinda realimentación
visual en tiempo real al técnico y al personal de soldadura — Fig. 1.
El arreglo de corriente eddy (ECA,
por sus siglas en inglés) lleva la corriente eddy un paso adelante. Las
puntas de prueba ECA tienen varias
bobinas en un ensamble, colocadas en
orientación longitudinal, transversal y
fuera de eje, y se disparan en momentos coordinados. Los técnicos pueden
capturar más información en un solo
paso.
Una limitación práctica del ECA es
que las bobinas de excitación necesitan
estar cerca del material para una detección precisa de defectos y calidad de la
señal. Los proveedores de puntas de
prueba actualmente ofrecen puntas de
prueba flexibles que permiten a las bobinas permanecer prácticamente perpendiculares a la superficie del material — Fig. 2. En el caso de una soldadura no ferromagnética, por ejemplo,
una punta de prueba de arreglo flexible de superficie puede encapsular en
un paso el cordón de soldadura, la
zona de transición y las zonas afectadas por el calor.
Fig. 2 — Las bobinas de excitación de corriente eddy necesitan estar cerca del material para una detección precisa de defectos y calidad de la señal. Los proveedores
de puntas de prueba actualmente ofrecen puntas de prueba flexibles que permiten
a las bobinas estar prácticamente perpendiculares a superficies irregulares y encapsular en un paso el cordón de soldadura, la zona de transición y las zonas
afectadas por el calor.
zan en su trabajo.
El ensayo ultrasónico de arreglo de
fases (PAUT, por sus siglas en inglés)
es un método de inspección avanzado
que usa varios elementos individuales
(típicamente de 16 a 64) en una sola
punta de prueba. Excitando cada elemento de una manera controlada, un
instrumento PAUT puede producir una
forma de rayo precisa y generar vistas
de un defecto con mayor velocidad y
precisión. Como con el ensayo ECA, los
resultados son inmediatos, digitales y
detallados en un C-scan. Debido a los
avances en software, portabilidad y
vida de la batería, los técnicos pueden
Ultrasonido
El ensayo por ultrasonido (UT, por
sus siglas en inglés) usa energía de sonido de alta frecuencia para indicar defectos tanto en la superficie como bajo
la superficie. Las ondas ultrasónicas
entran al material a intervalos precisos
y a un ángulo establecido. Cuando una
onda encuentra un defecto, parte de
esa energía se refleja y genera un eco.
El tiempo que tarda esa energía en reflejarse de regreso a la punta de prueba es calculado y analizado por el instrumento de ensayo y es presentado
instantáneamente como una gráfica en
una pantalla. El inspector puede validar soldaduras completas y dar realimentación al personal conforme avan14 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Fig. 3 — Las mejoras en portabilidad y procesamiento han llevado las inspecciones
de soldadura mediante PAUT a lugares que en algún momento se consideraron inaccesibles. (Foto cortesía de Zetec, Empresas Concremat.)
herrin-zetec-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:10 AM Page 15
llevar esta potencia de cómputo prácticamente a cualquier lado — Fig. 3.
Una punta de prueba UT convencional o estándar es capaz de generar y recibir un solo rayo ultrasónico. Los elementos múltiples independientes del
PAUT en una sola punta de prueba hacen posible la captura y el almacenamiento de todas las señales en el dominio del tiempo (A-scans) de cada par
transmisor-receptor de elementos en
el arreglo, una técnica llamada captura
de matriz completa o FMC (por sus siglas en inglés). La FMC permite a esta
“matriz completa” de señales sin procesar de A-scan ser procesada en tiempo real. Las señales también pueden
guardarse para procesamiento en línea
usando juegos diferentes de paráme-
tros de reconstrucción para cualquier
ley o rayo focal dado (abertura, ángulo
o profundidad de foco).
Con la combinación correcta de
puntas de prueba situada en cualquiera de los lados de una soldadura, el
PAUT puede detectar todos los tipos
de defectos de soldadura y brindar un
dimensionamiento confiable a través
de la pared en un paso, lo cual aumenta la probabilidad de detección y mejora la productividad del equipo de inspección, simplemente reduciendo el
número de escaneos y manipulaciones
que necesitan hacerse.
Conclusión
La tecnología de ensayos no des-
tructivos sigue evolucionando en formas que producen inspecciones rápidas de configurar y completas, al mismo tiempo que brinda una alta probabilidad de detección. Dada la gama
completa de técnicas disponibles, es
posible obtener el justo equilibrio entre velocidad de inspección, capacidad
de detección y efectividad de costo —
sin tener que destruir la pieza que se
está probando. WJ
JESSE HERRIN ([email protected]) es
ingeniero de diseño mecánico y
desarrollador de software en Zetec,
Snoqualmie, Wash.
Una imagen más clara: cómo el PAUT produce resultados en 3D
Los instrumentos y el software de UT de arreglo de fases
de la actualidad les dan a los técnicos la potencia de cómputo
para transformar datos de inspección tradicionales bidimensionales (2D) en visualizaciones a todo color
tridimensionales (3D).
El proceso implica combinar datos de escaneos 2D tomados desde diferentes posiciones y ángulos, y sobreponerlos
en un archivo CAD o representación 3D del conducto, junta,
soldadura u otro tipo de espécimen bajo prueba. El software
también puede simular rayos acústicos y caracterizar la distribución de energía de cualquier punta de prueba dada, in-
cluyendo arreglos lineales unidimensionales de un solo elemento (UT convencional) y arreglos de matriz 2D. Estas representaciones son tan claras y detalladas que no se necesita
una comprensión profunda de los escaneos UT para reconocer fácilmente corrosión, defectos de soldadura y otras indicaciones en la pantalla.
El tener en la pantalla una imagen limpia y fácil de interpretar, al momento, les permite a inspectores y a clientes
por igual ver claramente la condición de sus recursos y conformar sus decisiones sobre seguridad, tiempo productivo y
cumplimiento de códigos.
El software de UT de arreglo de fases crea una visualización 3D sobreponiendo resultados de la inspección, vistos en los datos de Ascan a la izquierda, sobre un archivo o representación CAD del componente bajo prueba, a la derecha. El brillo de los "puntos
calientes" indica corrosión o cambios en el espesor.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 15
guy-hobart-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:10 AM Page 16
Soldadura fuera de posición:
GMAW vs. FCAW-G
POR BLAINE GUY
La clave para soldar fuera de posición
escomprender los desafíos deesta
técnica, junto con las ventajas y
limitaciones de los diferentes procesos
de soldadura para la aplicación. (Foto
cortesía de Bernard.)
guy-hobart-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:11 AM Page 17
El volumen de trabajo importa al seleccionar qué
método de soldadura se va a usar
a soldadura fuera de posición sin
duda alguna presenta retos, pero
también es inevitable en algunas
operaciones de soldadura. Componentes grandes en ramos de la industria
como la construcción de barcos, el acero estructural, oleoductos y fabricación general pueden no ser prácticos
de mover a posiciones planas u horizontales más fáciles de soldar; o en algunos casos, una pieza de trabajo puede estar fija.
En cualquiera de estos escenarios,
los operadores de soldadura deben soldar fuera de posición. La clave es entender los retos de esta técnica y evitar
los errores comunes. También es importante entender las ventajas y limitaciones de los diferentes procesos de
soldadura para la aplicación — por
ejemplo, elegir entre soldadura por
arco con electrodo metálico protegida
con gas (GMAW) o soldadura por arco
con alambre con núcleo de fundente
protegida con gas (FCAW-G, por sus
siglas en inglés).
Ambos son procesos comunes de
soldadura que permiten al operador de
soldadura lograr una alta productividad al soldar en posición, pero éstos
varían en su capacidad para la soldadura fuera de posición.
L
Consideraciones para
la soldadura fuera de
posición
La gravedad es el reto más grande al
soldar fuera de posición, con avance
hacia arriba o sobre la cabeza, debido a
que el charco de soldadura gotea hacia
abajo — Fig. 1. Esto hace más difícil
no sólo producir soldaduras de calidad,
sino también mantener niveles más altos de productividad. Los operadores
de soldadura tienden a reducir la entrada de calor, lo cual influye en la fluidez del metal fundido, y reducen sus
velocidades de viaje para controlar el
charco de soldadura.
Fig. 1 — La gravedad es el reto más grande al soldar fuera de posición, porque el
charco de soldadura gotea hacia abajo, lo cual hace más difícil producir soldaduras
de calidad y mantener niveles altos de productividad.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 17
guy-hobart-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:11 AM Page 18
Fig. 2 — Para la GMAW fuera de posición, con frecuencia se requerirá que
el operador de soldadura emplee una
técnica de zigzagueo para obtener la
forma de cordón aceptable y completamente humectada en los pies de la
soldadura.
Fig. 3 — Fig. 3 — En términos de la
destreza y la técnica del operador de
soldadura, la FCAW-G fuera de posición requiere menos manipulación o
zigzagueo para lograr el contorno de
soldadura ideal (como se muestra con
esta soldadura).
Un factor importante para tener
éxito en estas aplicaciones es la destreza del operador de soldadura. El soldador debe estar capacitado en las técnicas apropiadas para soldar fuera de posición con GMAW o FCAW-G, debido a
que estos procesos difieren de la soldadura en posición.
También es crítico usar el metal de
relleno más adecuado y establecer los
parámetros de soldadura como corresponda. Los alambres sólidos como el
Clase ER70S-6 de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS, por sus siglas en
inglés) son los más comunes para
GMAW fuera de posición. Además, los
alambres con núcleo de fundente protegidos con gas AWS E71T-1 para FCAWG están clasificados para usarse fuera
de posición y pueden usarse con salidas
de calor más elevadas, lo que brinda
mayores velocidades de deposición.
usarse para hacer soldaduras aceptables fuera de posición, y con frecuencia
se usa para este fin. Esto ocurre especialmente al soldar materiales más delgados y en aplicaciones más pequeñas,
aunque en ocasiones puede usarse
para materiales más gruesos. Sin embargo, si se requiere mucha soldadura
en partes más grandes, este proceso
puede no ser la mejor opción.
Para ayudar a controlar el charco de
soldadura, la GMAW fuera de posición
requiere la entrada baja de calor de la
soldadura por pulso o transferencia de
corto circuito. Al soldar con transferencia de corto circuito, debe esperarse cierta cantidad de salpicadura. El proceso de
GMAW por pulso puede ayudar a combatir problemas con la salpicadura, y
brindar una ligera mejora en las tasas de
deposición para la misma entrada de calor en comparación con el corto circuito.
Sin embargo, el proceso por pulso
no es una solución sencilla ni garantizada para los retos de soldar fuera de
posición con GMAW, y el equipo con
esta capacidad tiende a ser más caro.
El proceso de GMAW
La GMAW con alambres sólidos o
alambres metálicos con núcleo, puede
18 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Para ser exitoso, el proceso sigue requiriendo mucha atención a los parámetros de soldadura y a la técnica del
soldador.
Como se mencionó anteriormente,
en la GMAW con avance hacia arriba,
los operadores de soldadura necesitan
bajar los parámetros de soldadura para
reducir la entrada de calor. Sin embargo, el usar parámetros más fríos puede
causar algunas repercusiones negativas — específicamente, la posibilidad
de fusión incompleta y menores tasas
de deposición. Además, se requiere un
mayor nivel de destreza para producir
soldaduras aceptables, debido a la tendencia de las soldaduras a tener exceso
de refuerzo o convexidad.
Soldar con avance hacia abajo con
GMAW puede ayudar a recuperar algo
de productividad, pero obtener una fusión adecuada puede seguir siendo difícil. Además, la soldadura con avance
hacia abajo no está permitida en ciertas aplicaciones y ramos de la industria
debido a requerimientos de códigos.
Asegúrese siempre de seguir las especificaciones de soldadura para aplicaciones que deben hacerse conforme a
código.
Para GMAW fuera de posición, se
requerirá con frecuencia que el operador de soldadura emplee una técnica
de zigzagueo para obtener la forma de
cordón aceptable y completamente humectado en los pies de la soldadura —
Fig. 2.
La técnica de FCAW-G
En comparación con la GMAW, la
FCAW-G fuera de posición es más productiva. Además, es más tolerante a
variaciones en los parámetros, así
como en la destreza y la técnica del
operador de soldadura. De hecho, los
alambres con núcleo de fundente protegidos con gas, como por ejemplo el
E71T-1, pueden tener tasas de deposición fuera de posición de más del doble. Esto se debe a una escoria de congelación rápida que evita que el charco
de soldadura fundida caiga de la junta.
El sistema de escoria también permite
que el alambre brinde una excelente
humectación y un perfil de soldadura
plano.
Típicamente, la FCAW-G se usa fuera de posición en aplicaciones industriales pesadas, con frecuencia donde
el posicionar partes grandes es menos
factible y son más predominantes en el
material base la cascarilla de lamina-
guy-hobart-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:11 AM Page 19
ción y los óxidos. La presencia de cascarilla de laminación puede volver un
reto la fusión correcta y el perfil (forma) de soldadura ideal; sin embargo, la
mayor penetración de junta de los
alambres con núcleo de fundente por
usar entradas de calor más altas ayuda
a mitigar el problema. El sistema de
escoria y elementos adicionales desoxidantes en estos alambres también son
benéficos para superar los retos de soldar en aceros con óxido y cascarilla en
la superficie.
En términos de la destreza y la
técnica del operador de soldadura, la
FCAW-G fuera de posición requiere
mucho menos manipulación o zigzagueo para lograr el contorno de soldadura ideal — Fig. 3. También hay más
tolerancia a variaciones en la técnica y
en la consistencia del operador de soldadura; por lo tanto, el proceso requiere menos destreza para producir soldaduras que puedan pasar la inspección.
Hay limitaciones para la FCAW-G
en comparación con la GMAW, particularmente la necesidad de limpiar escoria ya sea en aplicaciones de una sola
pasada o de pasadas múltiples. Esto
puede que requiera un paso adicional
que puede tener un impacto en la productividad. Además, la ventilación o el
equipo de protección personal extra
pueden ser más críticos para proteger
al operador de soldadura.
Otras consideraciones
Al decidir entre GMAW y FCAW-G,
es importante pensar en el volumen de
trabajo en cuestión. Si una operación
de soldadura tiene un volumen grande
de aplicaciones fuera de posición, la
FCAW-G definitivamente puede aportar niveles más altos de productividad
a un costo razonable, aun cuando los
alambres con núcleo de fundente con
frecuencia sean más caros que los
alambres sólidos. Por el contrario, si
una planta sólo tiene un pequeño porcentaje de requerimientos fuera de posición, puede tener sentido usar un
alambre sólido más limpio o alambre
de GMAW metálico con núcleo que no
requiere limpieza adicional posterior a
la soldadura para eliminar escoria. Re-
cuerde, la mano de obra por la limpieza adicional se suma al gasto total de la
operación.
En algunos casos, una operación de
soldadura puede optar por ambos procesos con el fin de optimizar sus aplicaciones. Esta estrategia es posible
mediante el uso de alimentadores de
alambre dual, con alambre con núcleo
de fundente en un lado y alambre
GMAW en el otro, combinados con
una fuente de poder de voltaje constante y GMAW por pulso.
Si surgen preguntas sobre el mejor
proceso o técnicas para la GMAW y la
FCAW-G fuera de posición, contacte a
un distribuidor de soldadura, fabricante de metal de relleno o fabricante de
equipo de confianza. WJ
BLAINE GUY ([email protected])
es gerente de ingeniería de aplicaciones en
Hobart Brothers LLC (hobartbrothers.com),
Troy, Ohio, e Inspector de Soldadura
Certificado por la AWS.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 19
sherril-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:12 AM Page 20
Precalentamiento de
soldadura para tubos y
conductos en la obra
Conozca los diferentes métodos y la
aplicación correcta de precalentamiento
de soldadura
plicaciones críticas de soldadura
de tubos en tubos de pared gruesa o tubos con cierto contenido
de aleación, como por ejemplo cromo
molibdeno, con frecuencia requieren
precalentamiento y posiblemente tratamiento térmico posterior a la soldadura para reducir el riesgo de fractura
y asegurar que las soldaduras logren la
resistencia requerida para cumplir los
estándares de calidad y códigos. Este
requerimiento se ve con frecuencia en
muchos sitios de construcción, incluyendo plantas de energía, refinerías,
plantas petroquímicas, oleoductos de
A
transmisión y construcción de barcos.
Es muy probable que el precalentamiento inadecuado aumente la ocurrencia de fracturas y otros problemas
de soldadura que pueden resultar en
retrabajo costoso — o soldaduras
fallidas.
Los contratistas que hacen este tipo
de soldadura con frecuencia tienen la
instrucción en el proceso de soldadura
de calentar las soldaduras, pero puede
que tengan conocimiento limitado sobre por qué es necesario precalentar o
cómo aplicar el calor adecuadamente.
También puede que no conozcan los
POR AL SHERRILL
diferentes métodos de calentamiento
disponibles.
Un recurso de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS, por sus siglas
en inglés) usado como referencia al
precalentar in situ es AWS D10.10, Recommended Practices for Local Heating
of Welds in Piping and Tubing. Usando
este documento combinado con ejemplos del mundo real, este artículo trata
sobre las principales razones por las
que se requiere precalentamiento, y repasa los tres métodos de calentamiento que se usan habitualmente en las
obras en la actualidad: inducción, flama abierta y resistencia. Conozca más
sobre los beneficios e inconvenientes
de cada método y sobre cómo nuevas
opciones para inducción pueden brindar mayor portabilidad y flexibilidad
para el calentamiento en la obra.
Por qué se precalientan
las soldaduras
Fig. 1 — El calentamiento por inducción produce una área calentada uniforme, lo que
facilita el lograr una ventana estricta de temperatura y permanecer en ésta.
20 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Como se detalla en D10.10, hay tres
razones para precalentar la soldadura
en aplicaciones de conductos y tubos:
• Para evitar la fractura por hidrógeno en el metal de soldadura o en la
zona afectada por el calor. Esto se hace
mediante precalentamiento extrayendo humedad antes de empezar a soldar, lo que reduce la tasa de enfriamiento de la soldadura y aumenta la
tasa de difusión de hidrógeno.
• Para la redistribución de los es-
sherril-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:12 AM Page 21
fuerzos de solidificación, lo cual resulta cuando hay un enfriamiento más
lento que permite un mayor tiempo
para que ocurra la reducción de esfuerzos internos; y
• Para reducir la tasa de enfriamiento en materiales que forman constituyentes microestructurales duros o
quebradizos cuando se enfrían demasiado rápido desde las temperaturas
de soldadura.
Métodos de
precalentamiento
de soldadura
El tipo de material y su espesor, el
plazo y el presupuesto del proyecto, y
el personal y la experiencia disponibles
son factores que se deben considerar al
elegir un método de precalentamiento
para soldadura de conductos en una
obra. Es importante conocer los beneficios e inconvenientes de cada método
y el impacto que tiene cada uno en los
costos y en la eficiencia de un proyecto. El documento D10.10 trata varios
métodos de calentamiento, pero los
tres más vistos en obras son inducción,
flama y resistencia.
Fig. 2 — Algunas de las ventajas del calentamiento por inducción anotadas por
D10.10 incluyen un calentamiento más uniforme que evita puntos calientes locales,
buena eficiencia de calentamiento general, y calentamiento rápido a través del
espesor.
Calentamiento por inducción
Esta tecnología se ha usado por décadas, pero su popularidad está aumentando con el equipo portátil disponible en la actualidad, específicamente
para aplicaciones de soldadura. La inducción usa campos electromagnéticos
que generan corrientes eddy dentro del
metal base, calentándolo internamente
desde adentro — Fig. 1. Accesorios de
inducción, como por ejemplo cables o
mantas, generan el campo magnético y
son colocados en la parte o cerca de
ésta para brindar un calor continuo
controlado y uniforme donde quiera
que se pongan los accesorios.
D10.10 anota varias ventajas del calentamiento por inducción (Fig. 2),
que incluyen las siguientes:
• Tasas altas de calentamiento debido a la alta densidad de potencia;
• Calentamiento rápido a través del
espesor debido a que la inducción no
se basa sólo en la conducción;
• Capacidad de calentar una banda
angosta adyacente a regiones que tienen restricciones de temperatura;
• Calentamiento más uniforme
que evita fácilmente puntos calientes
locales;
Fig. 3 — El calentamiento por inducción ofrece una configuración y un desmontaje
rápidos en la obra, lo que ayuda a ahorrar tiempo en el proceso de
precalentamiento.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 21
sherril-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:12 AM Page 22
Fig. 4 — Los cables enfriados por aire para calentamiento por inducción brindan
flexibilidad y ahorran tiempo en el precalentamiento de soldadura en la obra, lo que
elimina la necesidad de enfriador, aislamiento o conexiones de cable enfriadas por
líquido. Los cables flexibles pueden doblarse o deformarse para adecuarse mejor al
conducto o parte que se va a soldar.
• Bobinas de calentamiento que
ofrecen una vida relativamente larga y
es menos probable que fallen durante
el calentamiento en comparación con
equipo en otros sistemas; y
• La eficiencia de calentamiento general, en términos de conversión de
frecuencia y eficiencia de bobina, puede ser mayor a 90% con el diseño de
circuito de salida correcto.
Otras ventajas notables son tiempos rápidos de configuración y desmontaje (Fig. 3), un ambiente más seguro debido a que el aparato de calentamiento permanece frío (sólo se calienta la parte de interés), ausencia de
humos tóxicos y menores niveles de
ruido. Las fuentes de potencia de inducción además no tienen partes móviles en el circuito de potencia, lo que
las hace muy confiables.
Sin embargo, hay algunas desventajas de la inducción, que incluyen las
siguientes:
• El costo inicial del equipo puede
ser más alto que el de otras fuentes de
calentamiento, pero para quienes calientan de manera regular, con los ahorros generados muchos sistemas de inducción se pagan en un tiempo entre
tres y nueve meses.
• Algunos equipos pueden ser más
grandes y menos portátiles que otras
opciones. Los operadores han usado un
patín o grúa para mover máquinas más
grandes. Sin embargo, la portabilidad
podría ya no ser un problema ahora con
el nuevo equipo inversor disponible. Miller ha tenido disponible por años un
sistema de 35 kW, e introdujo una unidad portátil de 8 kW que pesa 43 libras
(19.5 kg), brindando flexibilidad y portabilidad para precalentamiento en la
obra. Los nuevos sistemas de calentamiento ArcReach® son alimentados por
fuentes de poder de soldadura habilitadas para ArcReach, las cuales en muchos
casos ya se encuentran en la obra. Hay
nuevas herramientas enfriadas por aire,
más rápidas de configurar, que calientan
una amplia variedad de tamaños de tuberías — Fig. 4.
Flama Abierta
Con el calentamiento por flama, los
operadores queman un gas combustible usando una antorcha, a veces con
aire comprimido, y aplican la flama directamente a la parte — Fig. 5. Éste sigue siendo el método de calentamiento más usado visto en la obra, principalmente debido a que es muy familiar
en la industria, y el costo para empezar
a usarlo es relativamente bajo. Es muy
probable que éste siga siendo el método predominante cuando las operaciones sólo requieren precalentamiento
rara vez o de manera ocasional.
Sin embargo, el documento D10.10
22 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
señala que el calentamiento por flama
es más un arte que una ciencia, y que
el método debe ser aplicado con cuidado y sólo por un operador experimentado, pues los elementos soldados
pueden dañarse severamente por un
calentamiento por flama aplicado inadecuadamente. El calentamiento no
uniforme es bastante común con este
método. La cantidad y la concentración de calor transferido al elemento
soldado depende de varios factores,
que incluyen la cantidad de combustible consumido, la integridad de la
combustión, el ajuste de la flama, la
distancia entre la flama y el elemento
soldado, la manipulación de la flama
y el control de las pérdidas de calor
hacia la atmósfera.
D10.10 lista las ventajas del calentamiento por flama de la siguiente
manera:
• Bajo costo; y
• Portabilidad en la obra.
También hay desventajas del calentamiento por flama, citadas en
D10.10:
• Precisión y repetibilidad mínimas
• Riesgo de calentamiento no uniforme;
• La gran cantidad de destreza del
operador requerida; y
• Riesgo de dañar el material cuando se aplica incorrectamente.
Algunas desventajas adicionales expresadas por los usuarios in situ son el
tiempo prolongado que se necesita
para calentar una parte, lidiar con el
suministro y el manejo del gas combustible, y los riesgos de seguridad evidentes de trabajar alrededor de flama
abierta y subproductos de gas tóxicos.
Además, encontrar un tanque de propano con combustible en el sitio puede
hacer que se pierda tiempo. Aun cuando los costos iniciales son bajos para
empezar a usar la flama, los costos
continuos de mano de obra con frecuencia son más altos debido a que la
antorcha es manejada por una persona
a la que se le paga por largos periodos
de tiempo, y es común usar personal
vigilante de incendios para prevenir
incendios. Adicionalmente, se suman
los costos del combustible debido a la
ineficiencia del calentamiento por flama, pues la mayor parte de la energía
de la flama calienta el aire circundante
más que la parte en sí.
Resistencia
Con este método, se colocan en el
metal base almohadillas cerámicas ca-
sherril-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:13 AM Page 23
lentadas eléctricamente. Las baldosas
transfieren calor mediante calor radiante y conductivo donde las almohadillas tocan la parte. Esta forma de calor eléctrico ha existido por décadas y
es una tecnología sencilla, a veces descrita como el uso de elementos de tostador para calentar la parte. Muchos
contratistas de calentamiento siguen
usando este método y tienen personal
capacitado para usarlo.
D10.10 anota las siguientes ventajas del calentamiento por resistencia:
• Los calentadores estándar pueden
aceptar una amplia variedad de tamaños de parte y configuraciones geométricas;
• Capacidad para mantener un calor
continuo y uniforme;
• Capacidad de ajustar temperaturas rápidamente; y
• Capacidad para los soldadores de
trabajar relativamente cómodos sin
necesidad de parar intermitentemente
para elevar las temperaturas de precalentamiento.
Las desventajas incluyen elementos
de calentamiento que pueden quemarse durante el tratamiento, y el hecho
de que las prácticas inadecuadas de
trabajo pueden crear la posibilidad de
que un elemento haga cortocircuito
con el conducto, produciendo puntos
de arqueo.
Las observaciones adicionales sobre
las desventajas del calentamiento por
resistencia incluyen lo siguiente:
• Las fuentes de potencia son pesadas e ineficientes, y requieren tomas
de corriente grandes en el sitio.
• Cada grupo de almohadillas cerámicas requiere un arnés de alambre y
termopar para alimentarlas y controlarlas. En algunas obras, los arneses de
alambre son llevados por camión y distribuidos por el sitio.
• Los tiempos de configuración y
desmontaje son mayores que con otros
métodos.
• Fallas ocasionales en las almohadillas o salidas que se pegan pueden
causar puntos fríos o calientes, por lo
que las almohadillas requieren monitoreo para evitar daño de las partes.
• Los problemas de seguridad para
los usuarios incluyen riesgos de quemadura debido a los cables de interconexión calientes a las almohadillas, así
como riesgos de golpes cuando se desprenden perlillas cerámicas de las al-
Fig. 5 — Un soldador usa calentamiento por flama en un oleoducto antes de soldar.
mohadillas y los conectores tienen
alambre expuesto y no se reparan
cuando se requiere.
Manera correcta de
aplicar calor
Una vez que se elige el método de
calentamiento, los usuarios deben
aplicar calor de modo que aumente
adecuadamente la temperatura de la
parte. Para cumplir los requerimientos
de código, la especificación del procedimiento de soldadura para el trabajo
detallará las temperaturas mínima y
máxima de precalentamiento y la duración necesaria del precalentamiento.
Los requerimientos de temperatura típicamente se basan en la composición
y en el espesor del material base. Aunque el procedimiento usualmente define la temperatura y el área que se va a
cubrir, el documento D10.10 ayuda a
los usuarios con la configuración del
método de calor elegido, el monitoreo
de la temperatura y el aislamiento, en
caso de requerirse.
Durante el precalentamiento, los
soldadores o los ayudantes de soldador
deben monitorear la temperatura del
material entre las pasadas de soldadura para asegurarse de que ésta siempre
se mantenga dentro del rango requerido. Dependiendo del método de calen-
tamiento, esta medición puede hacerse
con crayones, termopares, termómetros infrarrojos o cámaras de imágenes
térmicas. También pueden usarse registradores de temperatura para graficar temperaturas durante el precalentamiento, si hubiera un requerimiento
de documentación.
Precalentamiento de la
soldadura en la obra
Muchas soldaduras críticas de conductos terminadas in situ requieren
precalentamiento para ayudar a reducir el riesgo de fractura y la posibilidad
de falla de la soldadura. Como se detalla en D10.10, existen varios métodos
para precalentamiento en la obra, aunque algunos son menos eficientes y
flexibles que otros. Conocer los pros y
contras de cada método y elegir el más
adecuado para una aplicación específica — junto con la aplicación correcta
de calor — puede ayudar a ahorrar
tiempo y dinero, y a producir soldaduras de alta calidad. Hable sobre las
aplicaciones de calentamiento con
un distribuidor o representante local
que le ayude a determinar qué método
es el mejor para la parte o soldadura
específica. WJ
AL SHERRILL ([email protected]) es gerente de soporte a ventas de inducción, Miller Electric Mfg. LLC, Appleton, Wisconsin.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 23
robedeaux-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:13 AM Page 24
Un fabricante se beneficia
al cambiar a una solución
de soldadura multiprocesos
Un cambio en los
procesos de
soldadura y un nuevo
sistema de soldadura
ayudaron a Dixie
Mechanical ahorra
tiempo y dinero sin
comprometer
la calidad.
Dixie Mechanical
eliminó la purga
trasera en acero
inoxidable y
soldaduras dobles
mediante un cambio
de equipo
POR JEFF ROBEDEAUX
24 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
ayor calidad, menores costos, mayor productividad y trabajadores
motivados: ¿cómo obtener una de estas ventajas sin sacrificar
otra? El fabricante de tubo Dixie Mechanical encontró la respuesta
cambiando los métodos tradicionales.
Los talleres de tubo aceptan normalmente una purga trasera de argón
como parte del proceso de soldadura — una opción que consume tiempo y
eleva los costos. Sin embargo, la compañía pudo eliminar esta práctica de
purga trasera y con ello generó ahorros.
Con un cambio reciente en los procesos de soldadura y con la adopción de
un nuevo sistema de soldadura, la compañía duplicó el número de soldaduras
terminadas diariamente sin comprometer la calidad, lo que les permitió terminar más trabajos y cumplir cronogramas exigentes.
“Estamos buscando lo que sea necesario para producir más rápido, pero
queremos calidad”, dijo Keith Heinline, jefe de taller. “A fin de cuentas,
¿se trata de cuánto tiempo se le ahorró a ese operador para hacer más
soldaduras?”
M
robedeaux-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:13 AM Page 25
Dixie Mechanical, con sede en Tuscaloosa, Alabama, fabrica tubos y termina
instalaciones y construcción in situ para
clientes en el sector de potencia y energía, de petróleo y gas y químico, nacional e internacionalmente. En estos ambientes críticos la calidad de la soldadura es primordial, pero la producción rápida y la eficiencia no se quedan atrás.
“Los proyectos son demasiado rápidos hoy en día. Poder cumplir con el calendario del cliente es importante, y a
veces los calendarios son realmente exigentes”, dijo el presidente Greg Howell,
quien fundó la compañía en 2002. “La
tecnología va a cambiar a diario, por lo
que hay que seguirle el ritmo o se queda
uno atrás”.
Soldadura de tubo de
acero inoxidable y de
acero al carbón
Con alrededor de 75 empleados en
el taller y en operaciones in situ, la
compañía tiene normalmente entre
cuatro y cinco proyectos en los trabajos en un momento dado. Un proyecto
considerable para el taller puede implicar la fabricación de 2000 carretes; con
frecuencia producen de 300 a 400 pies
(de 91 a 122 metros) de tubo por día.
Su capacidad incluye la fabricación de
tubería de diámetro grande y pequeño,
con diámetros exteriores de hasta 72
pulgadas y espesor de pared de hasta 2
¼ pulgadas. Los materiales que se sueldan comúnmente incluyen acero al carbón, acero inoxidable, acero inoxidable
dúplex y cromos. Todos los procedimientos de soldadura y los operadores
de la compañía son probados y certificados de acuerdo con las normas de la Sección IX de la American Society of Manufacturing Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros en Manufactura).
Aun cuando la calidad de la soldadura siempre ha sido importante, la
compañía quería encontrar maneras
de ahorrar tiempo y producir soldaduras de calidad más eficientemente.
Toda tecnología que consideraran tenía que demostrar una buena recuperación de la inversión. Howell recalcó
la importancia de tener en cuenta los
costos diarios.
Antes: purga trasera de
tubo de acero inoxidable
Para soldar tubo de acero inoxidable, el soldador seguía el proceso tradi-
Fig. 1 — Un cambio al proceso de deposición regulada de metal (RMD®) eliminó la
purga trasera en soldaduras de tubo de acero inoxidable, con un ahorro significativo
de tiempo y dinero.
cional de usar una pasada de raíz de
soldadura por arco con electrodo de
tungsteno protegida con gas (GTAW)
con una purga trasera de argón, seguida por pasadas de relleno y de remate
de soldadura por arco de núcleo fundente (FCAW).
La purga trasera en acero inoxidable era un proceso especialmente tardado, que requería normalmente de 20
a 30 minutos, dependiendo del tamaño del tubo para preparar el gas de
protección argón y cerrar los extremos
del tubo para la purga. Además, el gas
argón usado para purga trasera aumentaba el costo de los consumibles.
Otro asesino de la productividad era
el intercambio de cables y polaridades al
cambiar de GTAW para la pasada de raíz
a FCAW para las pasadas restantes.
Después: eliminación de
la purga trasera con una
solución multiprocesos
En su búsqueda de mejoras en la
eficiencia, la compañía trabajó con su
distribuidor de soldadura local para
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 25
robedeaux-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:14 AM Page 26
A
B
Fig. 2 — A — El exterior de la soldadura de tubo terminado con una
pasada de raíz de RMD y pasadas de relleno y remate de núcleo fundente; B — el interior de una soldadura de tubo completa, que muestra el lado trasero de una soldadura terminada. Un cambio de una
pasada raíz de GTAW a RMD permitió a los soldadores eliminar la
purga trasera.
probar varias fuentes de poder de soldadura de diferentes fabricantes. Sabían que era importante contar con la
aceptación de los soldadores que usarían las máquinas.
Su equipo eligió PipeWorkx 400 de
Miller®, un sistema multiprocesos que
ofrece capacidad para GTAW, FCAW,
soldadura por arco con electrodo metálico protegida con gas (GMAW) y soldadura por arco con electrodo metálico
revestido (SMAW), así como el proceso
de deposición regulada de metal (Regulated Metal Deposition, RMD®), un
proceso de GMAW de cortocircuito
modificado — Fig. 1.
Con el cambio de sistema, cambiaron de una pasada de raíz de GTAW a
una pasada de raíz de RMD con alambre de alto contenido de silicio, lo que
permitió al fabricante eliminar la tardada y costosa purga trasera en tubo
de acero inoxidable.
Un proceso de GMAW modificada
de cortocircuito, usa transferencia de
metal controlada con precisión para
brindar deposición uniforme de goteo,
lo cual hace más fácil para el soldador
controlar el charco de soldadura. La
transferencia de metal controlada y el
congelamiento más rápido del charco
producen un charco de soldadura menos turbulento, y aseguran que el gas
de protección salga de la pistola de
GMAW relativamente inalterado. Esto
permite que el gas de protección pase
por la raíz abierta, desplazando la atmósfera y evitando oxidación en el
lado trasero de la soldadura — Fig. 2.
Dicha cobertura de gas sólo se necesita
por poco tiempo, pues el charco se
congela rápidamente, eliminando la
necesidad de una purga trasera.
Algunos clientes inicialmente se
mostraron recelosos por el cambio del
proceso de GTAW tradicional con el
que estaban familiarizados, pero los
resultados de calidad y productividad
del nuevo proceso ayudaron a cambiar
su percepción. La compañía les manda
a los clientes muestras de probetas, y
los resultados de prueba muestran soldaduras de calidad tan buena como las
producidas con métodos tradicionales.
“Se ven los beneficios del cambio
cuando el soldador puede permanecer
más tiempo bajo esa campana; éste
nos permite hacer más trabajo”, dijo
Howell.
Duplicando la productividad
de la soldadura
Eliminar la purga trasera en tubo de
acero inoxidable resultó ser un importante ahorrador de tiempo. Donde la
purga trasera solía tardar de 20 a 30
minutos por tubo, los soldadores ahora podían estar preparados para la pasada de raíz de GMAW de cortocircuito
modificada en alrededor de 5 minutos
o menos.
Además, el proceso alimentado por
alambre es mucho más productivo, lo
que permite a los operadores terminar
más soldaduras en la misma cantidad
26 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
de tiempo. Para un tubo de 18 pulgadas, la pasada de raíz de GTAW y la
purga trasera seguida por las pasadas
de relleno y remate de FCAW con frecuencia tardaban algunas horas. La pasada de raíz de GMAW modificada de
cortocircuito sin purga trasera seguida
por una pasada de remate de FCAW
tarda alrededor de 30 minutos.
“En promedio, con GTAW estaba
haciendo diez soldaduras, y ahora puedo hacer 20. Definitivamente se duplicó”, dijo el soldador Joey Sullivan. La
calidad es igual de buena, si no es que
mejor, y la velocidad es mucho mayor.
Muy impresionante”.
Esos ahorros en tiempo y en costos
se han acumulado y han ayudado a la
compañía a competir por trabajos y
terminar el trabajo antes de lo esperado. El nuevo equipo les permite tener
más tiempo de arco y producir más soldaduras en un turno que antes.
Produciendo soldaduras
de calidad
Soldar acero inoxidable presenta algunos retos únicos. El material con
frecuencia es más delgado que el acero
al carbón y no puede recibir tanta entrada de calor durante la soldadura. El
proceso de GMAW modificada de cortocircuito requiere menos entrada de
calor, lo que ayuda a los soldadores a
evitar la incineración en el material.
A los soldadores de la compañía
además les gustó el flujo consistente
robedeaux-miller-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:14 AM Page 27
del arco. Éste penetra bien y es más tolerante a cambios en la técnica del soldador o a una separación inconsistente
entre las partes.
“La separación no tiene que ser exactamente la misma toda, y el arco hará la
compensación”, dijo el soldador Jeff
Hannah. “Es mucho más rápido que el
proceso de GTAW que usábamos antes,
y las soldaduras son igual de buenas”.
En comparación con la GMAW de
cortocircuito tradicional que habían
estado usando para tubo de acero al
carbón, el proceso de GMAW modificada de cortocircuito no sopla tanto.
Dado que el proceso es más tolerante, esto ayuda con la capacitación de
nuevos soldadores y a que estén en la
planta rápidamente produciendo partes de calidad.
“Siempre hemos estado orgullosos
de nuestra calidad”, dijo Howell. Nuestra tasa de rechazos en pruebas siempre ha sido muy baja, pero pienso que
esto facilita las cosas para la gente más
joven que llega”.
Facilidad de configuración
y uso
Elegir un sistema de soldadura con
una interfaz amigable con el usuario es
otro factor que hace más fácil la capacitación para todos. Los operadores
pueden cambiar procesos de soldadura
simplemente oprimiendo un botón”.
“Después de nuestro cambio, vimos
lo fácil que era capacitar a todo mundo
en esto, incluso a nuestros aprendices”, recordó Henline.
Tener una máquina multiprocesos
capaz de hacer cada proceso que los
soldadores usan regularmente es un
gran beneficio. La compañía equipó
con el sistema a diez celdas de soldadura en su planta, eliminando la necesidad de tener dos máquinas diferentes para cada uno de los diversos procesos de soldadura en los cuales trabajan. Un soldador tiene a la mano una
unidad con cada uno de los procesos,
lo que les permite cambiar de GTAW a
SMAW, a GMAW o a RMD simplemente presionando un botón.
Obteniendo una ventaja
competitiva
Hacer el cambio en los procesos de
soldadura le dio a Dixie Mechanical una
ventaja competitiva al ayudarlos a mejorar la eficiencia y a reducir costos.
“Creo que estaríamos perdiendo mu-
Fig. 3 — El nuevo sistema de soldadura les permite a los soldadores cambiar procesos presionando un botón en una interfaz, con una facilidad de uso simplificada y
una considerable reducción de tiempo.
cho más oportunidades sin esto”, dijo
Howell. “Es un ahorrador de dinero,
sin duda”.
Sus clientes también notaron la eficiencia y los tiempos de entrega más rápidos para los proyectos. Ellos pueden
terminar los proyectos antes de sus fechas de entrega y han visto un crecimiento en su negocio como resultado de
estos cambios en sus prácticas. Estos re-
sultados validan la decisión de la compañía de avanzar al nuevo sistema, y su
cambio en los procesos usados. WJ
JEFF ROBEDEAUX (jeff.robedeaux@
millerwelds.com), CWI/CWE, es
especialista en soldadura, Miller Electric
Mfg. LLC., Appleton, Wis.
JULIO 2021 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 27
product-print-spanish.qxp_Layout 1 6/28/21 10:06 AM Page 28
NUEVOS PRODUCTOS
Y LITERATURA
— continuación de la página 7
Además, está equipado con una función Touch Sense Ignition para ignición confiable sin corto circuito; una
función Wise que minimiza la salpicadura y crea soldaduras de alta calidad;
pistolas para soldar bien balanceadas
Flexlite GX con enfriamiento mejorado; y un diseño de alimentador de
alambre de carga por arriba que asegura la ergonomía y seguridad en todas
las posiciones de operación al cambiar
los carretes pesados de alambre de relleno. Diseñada para aplicaciones industriales, la máquina para soldar tiene una carcasa robusta de plástico
moldeado por inyección, y una pantalla resistente al impacto que soporta
condiciones de trabajo difíciles. El sistema de soldadura también puede conectarse al servicio de nube WeldEye
para control digital del proceso y de la
calidad de la soldadura.
también en paquetes de 5 libras (2.27
kilogramos), 5⁄32 pulgada de diámetro.
La compañía además ofrece empaquetado al por menor para Sureweld 55
Cast para reparación de hierro fundido, e introducirá un electrodo de aluminio 4043 más adelante en el tercer
trimestre. El nuevo empaquetado incluye identificación por código de colores y despliegues al por menor. Los
electrodos están formulados para cumplir las directrices de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS). Los electrodos 7018 están diseñados para producir soldaduras de calidad de rayos x,
mientras que los electrodos 6011 están aprobados por la American Bureau
of Shipping. Además, la compañía está
obsequiando un paquete de muestra
gratis de 5 libras (2.27 kilogramos) de
los electrodos con la compra de la máquina de soldadura por arco con electrodo metálico protegida; para más detalles visite esab.com/roguepromo.
Kemppi Oy
kemppi.com
ESAB Welding & Cutting Products
esabna.com
Línea de electrodos cubiertos
se expande con más
opciones de empaquetado
Inversor para soldadura de
peso ligero que facilita la
GTAW y la SMAW
La marca Sureweld de electrodos
para soldadura cubiertos expandió el
número de grados disponible y empaquetó los electrodos de 3⁄32 y 1⁄8 pulgada
de diámetro en tubos de plástico resellable de 1 y 5 libras. Los grados de
electrodos de acero al carbón incluyen
7018, 6010, 6011, 6013, 7014 y 7024;
los grados en acero inoxidable disponibles incluyen 308L, 309L, 316L, and
312. Estos grados están disponibles
El inversor compacto para soldadura de 21.4 libras (9.7 kilogramos) Striker 160 hace soldadura por arco con
electrodo de tungsteno protegida por
gas (GTAW, por sus siglas en inglés) y
soldadura por arco con electrodo metálico protegida (SMAW). Éste entrega
voltaje dual (115 ó 230 V) con lecturas
digitales que identifican automáticamente el voltaje de la red de distribución y opera según corresponda. El inversor incluye un corrector de factor
de potencia que aumenta la eficiencia
de la potencia, reduce los requerimientos de potencia de entrada y estabiliza
la corriente de soldadura para maximizar la eficiencia en cables de extensión
y generadores. Como una precaución
de seguridad, éste además tiene un
dispositivo de reducción de voltaje que
baja el voltaje a través de las salidas
cuando está en vacío. Además, éste
produce soldadura de corriente continua usando electrodos recubiertos de
diámetros de 1⁄16 a 5⁄32 pulgada y puede
funcionar con electrodo 6010. Diseñado para trabajar con un rango de voltajes de entrada de 98 a 265 V, el inversor es adecuado para usarse con generadores. La unidad viene lista para hacer SMAW con un adaptador de 230 a
115 V, porta electrodo, conexión a tierra y cables. Puede comprarse por separado una antorcha opcional de
GTAW con un cable de 12 pies (3.6 metros), regulador/medidor de flujo y
manguera de gas.
Weldcote
weldcotemetals.com
ÍNDICE DE ANUNCIANTES
Dalus Apodaca S.A. de C.V.
dalus.com
5
01 (81) 8386-1717
Genstar Technologies Co., Inc.
gentec.com
12
+1-909-606-2726
Messer Cutting Systems, Inc.
[email protected]
5
+1-262-255-5520
28 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2021
Southern Welding Systems Int.
swsint.com
Voestalpine Bohler
voestalpine.com/welding
19
001281-485-9772
9
Solo contacto web