Prueba de flexión guiada ASTM E190 para ductilidad de soldaduras

Prueba de flexión guiada ASTM E190 para ductilidad de soldaduras

La norma "ASTM E190 Método de Ensayo Estándar para la Prueba de Ductilidad por Doblado Guiado de Soldaduras", desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), describe un método de ensayo de doblado guiado para determinar la resistencia y ductilidad de las soldaduras en productos ferrosos y no ferrosos. Pueden aparecer defectos no visibles en radiografías en la superficie de una muestra al someterse a una sobretensión local gradual.

Prueba de flexión guiada ASTM E190 para ductilidad de soldaduras

La muestra se dobla en una matriz en forma de "U" aplicando una fuerza centrada en el cordón de soldadura sobre una muestra plana apoyada en dos puntos equidistantes de la línea de aplicación de la fuerza. La muestra se introduce en la matriz mediante un pistón moldeado para obtener el contorno deseado. Se examina la superficie convexa de la muestra doblada para detectar grietas u otros defectos evidentes.

La prueba de flexión dirigida descrita en este método de prueba se utiliza para evaluar la calidad de las soldaduras con respecto a la ductilidad, como lo demuestra su capacidad para resistir el agrietamiento durante la flexión.

Las probetas que se utilizan habitualmente para ensayos de flexión guiada son probetas rectangulares mecanizadas a partir de placas y tubos. La cara de soldadura de una probeta plana contiene la mayor parte del material de soldadura, mientras que el lado opuesto se denomina superficie de la raíz. Los tipos de probetas son los siguientes:

  • Doblado transversal: la soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra, y la muestra se dobla de manera que una de las superficies laterales se convierte en la superficie convexa de la muestra doblada.
  • Doblado de cara transversal: La soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra doblada, de modo que la superficie de la cara de soldadura se convierte en la superficie convexa de la muestra doblada.
  • Doblado de raíz transversal: la soldadura es transversal al eje longitudinal de la muestra doblada, de modo que la superficie de la raíz de la soldadura se convierte en la superficie convexa de la muestra doblada.
  • Doblado de cara longitudinal: La soldadura es paralela al eje longitudinal de la muestra doblada, de modo que la superficie de la cara de soldadura se convierte en la superficie convexa de la muestra doblada.
  • Curvatura de raíz longitudinal: la soldadura es paralela al eje longitudinal de la muestra doblada, de modo que la superficie de la raíz de la soldadura se convierte en la superficie convexa de la muestra doblada.

Durante las pruebas, las probetas de doblez guiado se doblan en un dispositivo de ensayo que se ajusta sustancialmente a la forma especificada en la norma. Las probetas transversales se colocan en el elemento de moldeo del dispositivo con la soldadura a mitad de la distancia. Las probetas de doblez frontal se colocan con la soldadura orientada hacia la cavidad; las probetas de doblez de raíz se colocan con la raíz de la soldadura orientada hacia la cavidad; y las probetas de doblez lateral se colocan con el lado con las imperfecciones más grandes orientado hacia la cavidad. Si no hay imperfecciones significativas, se puede seleccionar cualquiera de los lados.

Se puede utilizar cualquier medio adecuado para mover el pistón con respecto a la matriz, pero debe ser estacionario y no debe haber movimiento lateral significativo. Se aplica fuerza hasta que la muestra forme una "U" y no se puede insertar un alambre de 3,2 mm de diámetro entre la muestra y ningún punto de la curvatura del elemento del pistón del dispositivo. Sin embargo, esto sería posible si la muestra fallara prematuramente.

La ductilidad de las soldaduras se refiere a la capacidad de una unión soldada de deformarse plásticamente (flexionarse o doblarse) sin fracturarse al ser sometida a tensión. Es una propiedad mecánica crucial que indica la capacidad de un material soldado para soportar la deformación bajo fuerzas de tracción o flexión, especialmente en entornos dinámicos o sometidos a altas tensiones.

En soldadura, la ductilidad mide cuánto puede estirarse o doblarse una unión soldada antes de fracturarse. Una mayor ductilidad indica una mayor capacidad para absorber la tensión sin agrietarse.

La ductilidad en las soldaduras es importante por las siguientes razones:

  • Previene la fractura frágil en aplicaciones estructurales.
  • Ayuda a los componentes soldados a absorber golpes, impactos y vibraciones.
  • Indica una buena fusión entre el metal base y el metal de soldadura.
  • Importante en condiciones de carga cíclicas o sísmicas.

Los factores que afectan la ductilidad de la soldadura son:

  • Proceso de soldadura: algunos procesos producen mayor ductilidad que otros (por ejemplo, soldadura con electrodo revestido).
  • Material de relleno: Es muy importante utilizar un metal de relleno con ductilidad compatible con el metal base.
  • Zona afectada por el calor: el área cercana a la soldadura puede volverse quebradiza debido al calentamiento y enfriamiento rápidos.
  • Defectos de soldadura: La porosidad, inclusiones o grietas reducen la ductilidad.
  • Tratamiento térmico posterior a la soldadura: puede aliviar tensiones y mejorar la ductilidad.

Los siguientes métodos de prueba se utilizan generalmente para determinar la ductilidad de la soldadura:

  • Ensayo de tracción: Mide el alargamiento y reducción en el área de soldadura.
  • Prueba de flexión: comprueba si la soldadura se puede doblar sin agrietarse.
  • Ensayo de tenacidad a la fractura: evalúa la resistencia a la propagación de grietas.

Esta norma se aplica ampliamente a puentes, barcos, tuberías, aeronaves y recipientes a presión donde la deformación sin fallas es crítica, así como en entornos donde la expansión térmica o las cargas dinámicas pesadas son críticas.

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