Welding Journal en Español

P: Nosotros soldamos ensambles tubulares en horno para un cliente que recientemente nos dijo que no aceptaría ninguna de las piezas que recientemente soldamos en horno que no tienen un buen filete en la parte superior de la unión. Sintieron que las juntas con un filete empotrado serían débiles y no funcionarían bien en el servicio de campo. ¿Es esto cierto? ¿Todas las uniones soldadas deben tener un buen filete en el borde?

R: En pocas palabras, el hecho de que la articulación muestre un menisco hundido (filete) no significa que la  articulación sea mala en absoluto. Mucho depende de cómo se vea el resto de la articulación. Echemos un vistazo a este tema más profundamente.

Luchando contra el “pensamiento de soldadura”

Como se puede ver en la Fig. 1, el metal de aporte de soldadura fuerte (BFM) ha llenado el interior de la junta tubular, pero tiene un ligero rebaje en el borde superior de la junta. El metal de aporte de soldadura fuerte fundido ha fluido completamente alrededor de la junta y el rebaje muestra una buena humectación de los metales base. Sin embargo, no hay un gran filete externo (o menisco) de metal de aporte de soldadura fuerte en el exterior de la unión soldada.

Muchas personas que ven una junta de este tipo pueden creer incorrectamente que cualquier filete, ya sea para soldadura o soldadura fuerte, debe extenderse más allá (fuera) de la junta para ser aceptable. Muchas personas también creen que cualquier articulación que muestre un filete hundido (menisco), como se muestra en la Fig. 1, debe rechazarse como incompleta. Me refiero a esta lógica como “pensamiento de soldadura”. Tal pensamiento postula que todas las uniones entre dos metales (ya sea que se unan mediante soldadura o soldadura fuerte) deben tener un filete externo visible. Este “pensamiento de soldadura” ha dado como resultado que muchas juntas se vuelvan a soldar (innecesariamente) para agregar más metal de aporte de soldadura fuerte a la junta y crear un filete externo grande. Este es un pensamiento erróneo que puede generar mucho trabajo adicional innecesario para crear algo que en realidad no se necesita.

La figura 2 presenta un dibujo de la sección transversal de la junta soldada que se muestra en la figura 1. El dibujo muestra que el metal de aporte de soldadura fuerte ha fluido completamente a través de la junta entre las dos superficies de contacto (es decir, las superficies de contacto). Es importante entender que todas las llamadas bondades de una unión soldada (es decir, su resistencia, estanqueidad, etc.) provienen de llenar correctamente el espacio (el interior de la unión) entre las superficies de contacto, no de crear ningún tipo de filete en el exterior de la unión.

El dibujo de la Fig. 2 muestra claramente que cada extremo de la junta soldada tiene un menisco ligeramente hundido, lo cual está bien. Como se mencionó anteriormente, no se necesitan filetes externos grandes para una soldadura fuerte exitosa.

Es importante recordar que la soldadura y la soldadura fuerte son muy diferentes en sus requisitos, y los filetes externos grandes deben relegarse al mundo de la soldadura, pero nunca se necesitan en la soldadura fuerte. En otras palabras, la soldadura requiere un filete para unir dos materiales, mientras que la soldadura fuerte depende de llenar el interior de la unión entre dos partes y no requiere filetes externos.

Los filetes de soldadura fuerte no son necesarios para distribuir la tensión

Muchas personas también creen que se necesitan filetes de soldadura fuerte externos grandes para ayudar a distribuir las tensiones en el borde de una unión soldada. Eso es un pensamiento incorrecto. Distribuir las tensiones en el borde de una junta no es el trabajo de un filete de metal de aporte de soldadura fuerte. Se supone que el metal de aporte de soldadura fuerte solo mantiene unidos dos materiales creando un vínculo dentro de la unión entre los dos materiales. No se supone que el metal de aporte de soldadura fuerte también proporcione filetes externos para distribuir las posibles tensiones en las uniones que el conjunto soldado puede experimentar en el servicio de campo. Lidiar con altas concentraciones de tensión que pueden aparecer en el borde de las juntas soldadas es en realidad un problema de diseño de metal base que los diseñadores e ingenieros deben resolver fuera del ámbito de la soldadura fuerte.

Como se muestra en el diseño contorneado de la barra redonda en la 
Fig. 3, los ingenieros de diseño deben comprender que las altas concentraciones de tensión en las esquinas afiladas de los ensamblajes deben tratarse dando forma y contorno adecuados a las piezas acopladas para distribuir las tensiones en el borde de la junta en lugar de simplemente esperar que un gran filete de metal de aporte de soldadura fuerte les resuelva ese problema.

Usar ese mismo conocimiento sobre el diseño de juntas puede ayudar a los diseñadores y usuarios finales a comprender que los filetes empotrados están bien porque la fuerza de la junta depende de llenar los espacios capilares dentro de la junta y no de ninguna característica de los filetes externos.

Conclusión

Los filetes externos en las juntas soldadas no son necesarios en absoluto. Nunca deben agregarse simplemente para ayudar a distribuir la tensión en las esquinas de las juntas porque los filetes de soldadura fuerte externos son piezas fundidas y no se puede depender de ellos para distribuir la tensión de manera eficiente. En demasiados casos, los filetes de soldadura fuerte externos en realidad se agrietan debido a las tensiones que intentan manejar en servicio. El trabajo del metal de aporte de soldadura fuerte solo debe ser unir fuertemente dos o más materiales, no distribuir las tensiones de servicio que se concentran en los bordes exteriores de la junta.

El espacio capilar lleno a lo largo de las dos superficies de acoplamiento (en contacto) es el elemento crítico en la soldadura fuerte, y si el metal de aporte de soldadura fuerte no se extiende hacia el exterior de la unión, debería estar perfectamente bien. El metal de aporte de soldadura fuerte en realidad no necesita extenderse más allá de los bordes de la junta, y si hay un ligero rebaje en el metal de aporte de soldadura fuerte en el borde de una junta soldada, eso es aceptable. La soldadura fuerte es muy diferente de la soldadura, y la apariencia externa de las juntas soldadas no requiere la apariencia de un filete externo en el borde de la junta.

Para obtener más información, consulte mi artículo titulado “Filetes en soldadura fuerte: buenos o malos” en la edición de octubre de 2003 de Welding Journal (páginas 50 a 54).

DAN KAY (dan.kay@kaybrazing.com) has 50 years of experience in the ) tiene 50 años de experiencia en la industria y opera su propio negocio de consultoría y capacitación en soldadura fuerte, Kay & Associates, Simsbury, Conn. Esta columna está escrita secuencialmente por ALEXANDER E. SHAPIRO, DAN KAY, y TIM P. HIRTHE. Shapiro y Hirthe son miembros y Kay es asesor del Comité C3 sobre soldadura fuerte y blanda. Los tres han contribuido a la quinta edición del Manual de soldadura fuerte de AWS. Se solicita a los lectores que envíen sus preguntas por correo electrónico para usarlas en esta columna a los autores o aquinones@aws.org. También pueden enviar correo postal a la atención de los autores en Welding Journal, 8669 NW 36 St. #130, Miami, FL 33166.