Este artículo explorará varios métodos para analizar rápidamente la resistencia de una unión soldada. Comencemos el viaje a través de la soldadura láser y las mejores prácticas empleadas por Baison Laser Equipment.
Comprensión de la soldadura láser
El evolución de la soldadura láser ha hecho posible la alta calidad. Ahora bien, la soldadura es un proceso en el que se unen dos metales utilizando alta potencia y velocidad de soldadura. En soldadura por láser Se utiliza un rayo láser para combinar las piezas de metal. con alta velocidad de soldadura.
En este caso, se utiliza la unidad de soldadura láser independiente para dirigir un rayo láser hacia el metal. Debido a la alta velocidad de soldadura, el punto de contacto del láser se funde y se suelda de forma robusta. La soldadura láser está revolucionando y está logrando avances. Un rayo láser a menudo se produce mediante soldadura con láser de CO2 o soldadura con láser de fibra.
Por qué las pruebas de resistencia de las soldaduras con láser son cruciales
La soldadura láser es una tecnología de unión de metales positivamente eficiente y precisa que tiene varias ventajas, como baja deformación, una zona afectada por el calor restringida y la capacidad de soldar diversos materiales. Sin embargo, la calidad y la integridad de las uniones soldadas pueden deteriorarse con el tiempo. Estas son algunas de las razones por las que las pruebas de resistencia de la soldadura láser son cruciales.
- Le complacerá saber que puede garantizar que las articulaciones puedan soportar la tensión sin caerse.
- Mediante estas pruebas se puede, sin falta, validar el proceso de soldadura láser y determinar si cumple con las cualidades mecánicas del proceso productivo.
- Con una prueba de soldadura, puede realizar correcciones en el rumbo de su proceso de soldadura.
- Puede demostrar la eficacia de los factores del proceso de soldadura, como la velocidad de soldadura, la potencia de soldadura del rayo láser, etc.
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Diferentes tipos de juntas de soldadura
Hay Cinco tipos básicos de juntas de soldadura láser utilizado en la industria:
Tipo 1 – Soldadura de unión a tope
Cuando se unen dos piezas de metal y se sueldan sus lados, se forma una unión a tope. Las juntas a tope se emplean comúnmente en sistemas de plomería y pueden ser simples, dobles o múltiples. Para comprender mejor, considere el espesor y el método de soldadura.
Tipo 2 – Soldadura en T
Una junta en T se forma cuando una pieza de metal es perpendicular a otra, lo que da lugar a la formación de una forma de T. Considerando la estructura, se elabora cuando se suelda un tubo a una placa base. Sin embargo, hay que prestar atención a que el metal de soldadura penetre eficazmente en el techo.
Tipo 3 – Soldadura de juntas de borde
La unión de bordes es una especie de unión de soldadura láser en la que las piezas metálicas se colocan juntas para que sus bordes queden uniformes y dichas soldaduras se utilizan en la fabricación de chapa metálica. El objetivo del metal soldado es crear una unión con tensión distribuida que pueda soportar una carga, que es lo que sucede con las uniones de borde.
Tipo 4 – Soldadura de juntas traslapadas
La junta traslapada es simplemente otro tipo de junta a tope. Las dos piezas de metal están dispuestas en un patrón superpuesto. Se pueden soldar para realizar una unión de soldadura láser impecable.
Tipo 5 – Soldadura de juntas de esquina
La soldadura de juntas de esquina es similar a la soldadura de juntas en T, pero difiere en la colocación del metal. La única diferencia es que el metal está soldado en forma de L en la esquina. Se utilizan con mayor frecuencia en la fabricación de marcos, cajas metálicas, etc.
Estas son algunas de las uniones por soldadura láser más frecuentes. El tipo de conexión elegida está determinada por criterios como la Metal de soldadura, la resistencia necesaria, el método de soldadura. tales como el método de soldadura por rayo láser, etc. Dado que cada unión tiene sus propias ventajas y desventajas, debe seleccionar el mejor tipo para proporcionar uniones soldadas fuertes y duraderas.
Factores que influyen en la resistencia de la soldadura
La uniformidad de la soldadura láser según la longitud del metal base garantiza una soldadura láser de calidad. Por lo tanto, si se omite un factor, la calidad se ve perjudicada. A continuación se detallan ciertos factores que influyen en la resistencia de la soldadura láser:
- La calidad de las soldaduras en materiales metálicos. asegura la longevidad de las uniones soldadas. Por lo tanto, debe verificar la calidad del material y el grosor del material base para obtener una mejor resistencia de la soldadura. También se debe prestar atención a la concentración de tensiones en las uniones para determinar la efectividad del diseño en la soldabilidad.
- El parámetros de proceso utilizados para la soldadura láser Juega un papel importante. Si utiliza un método de soldadura diferente para diferentes metales base, podría haber un impacto en la soldabilidad. En caso de tener acero de alta resistencia, puede utilizar soldadura por arco de plasma para evitar el sobrecalentamiento.
- Para obtener resultados eficaces, utilice un fuente de alta potencia para un rayo láser de alta potencia. También puedes incluir un gas protector para proteger la unión de soldadura láser de contaminantes externos. Sin embargo, mantenga siempre el metal de soldadura en estado libre de contracción y expansión durante todo el proceso de soldadura láser.
- Velocidad de soldadura tiene un efecto sobre la calidad general de la soldadura y la zona afectada por el calor. Como resultado, para la soldadura láser, asegúrese de que la velocidad y la potencia del rayo láser estén equilibradas. Otro factor crucial a considerar para una distribución adecuada de la energía y la concentración de calor es controlar el enfoque y el tamaño del punto del rayo láser.
- Hay ocasiones en las que el material es corrosivo, entonces se tiene resistencia a la corrosión mientras se trabaja en dichos medios. Sin embargo, insistimos en realizar pruebas de control de calidad para garantizar la durabilidad de las uniones soldadas por láser.
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Seis formas de evaluar la resistencia de las juntas láser
Con el aumento de las actividades de carga y descarga, se ha vuelto crucial verificar la resistencia de las soldaduras láser en todos los procesos de fabricación, garantizando que se cumplan todos los parámetros de soldadura láser. Aquí hay seis pruebas que pueden brindarle un mejor camino:
1. Pruebas de tracción
El ensayo de tracción se hace en el estado inicial para probar el rendimiento del metal de soldadura. Se realiza para determinar el mejor metal de aportación para la aplicación de soldadura láser. Se carga y estira una pieza de demostración de exactamente la misma medida para probar la resistencia a la tracción y la ductilidad de la soldadura.
Después de la prueba, se muestra la resistencia a la tracción. Los fabricantes realizan procedimientos de prueba de resistencia a la tracción según los requisitos específicos de las placas de metal base.
Las pruebas de tracción se pueden realizar de varias maneras. Primero, puede separar la soldadura láser hasta que alcance un punto de ruptura. En segundo lugar, puedes colocarlo en corte hasta que alcance su punto de rotura extremo. También puede realizar una prueba de compresión para comprobar la resistencia a la tracción de la junta soldada por láser.
2. Prueba de flexión
Las pruebas de flexión generalmente se realizan en las uniones soldadas a tope donde se evalúan la ductilidad y la resistencia al agrietamiento de la unión soldada por láser. El proceso es simple y cualitativo. Por lo tanto, puedes realizarlo bajo guía o por tu cuenta. Las pruebas de flexión comunes incluyen la prueba de flexión guiada y la prueba de flexión lateral.
3. Pruebas de microdureza
En esta prueba se evalúan en profundidad las uniones soldadas. Podrás adquirir conocimientos sobre la microestructura y propiedades mecánicas de las uniones soldadas a nivel microscópico. Mientras forma una articulación, el calor se localiza y se forma una zona afectada por el calor (ZAT) adyacente a la soldadura. Aquí es donde prueba de microdureza ayuda. Comprueba si hay variaciones dentro de la HAZ e identifica si existe alguna posibilidad de agrietamiento o reducción de la resistencia.
4. Pruebas de fatiga
En las industrias manufactureras, existe un ciclo de carga y descarga múltiple de objetos. Hay posibilidades de que cuando repita el ciclo, su porro u objeto se rompa en pedazos y eso puede costarle dinero y tiempo. Es por eso que ensayo de fatiga Es importante que lo realice para evitar posibles fallas futuras. El objetivo inmediato de esta prueba es identificar el límite de resistencia de la unión soldada por láser.
El resultado se basa en el número de ciclos de carga que un componente puede soportar. El proceso es sencillo; todo lo que tienes que hacer es conseguir una muestra idéntica a la soldadura. Después de eso, hay que cargar el material y realizar un ciclo de carga y descarga. Para cada soldadura, las especificaciones o medidas de peso son diferentes, por lo que debes considerarlas antes de proceder con las pruebas.
Debe continuar con el ciclo de prueba de fatiga hasta que tenga una curva tensión-vida (SN) y un límite de resistencia de la articulación adecuados.
5. Evaluación de Impacto
Las pruebas de impacto le ayudan a determinar la dureza y resistencia del material que planea utilizar para la soldadura láser. Hay ocasiones en las que su objeto puede enfrentarse a fuerzas externas y, para su sorpresa, está intacto. La buena razón es el resultado positivo de la evaluación de impacto. Puede soportar esa carga y otras fallarán. En palabras sencillas, el objetivo principal es comprobar la capacidad de absorción de energía del material para evitar fallos futuros.
Conocer cada prueba no es pan comido, pero debes saber que la prueba de impacto se divide en dos categorías: la Prueba de impacto Charpy y Prueba de impacto Izod. La muestra se coloca en una máquina de tipo péndulo y el péndulo se descarga desde una altura especificada durante la prueba de impacto Charpy. El el resultado es determinado por la cantidad de energía liberada después del golpe, que se utiliza como indicador de dureza.
Por el contrario, en el ensayo de impacto Izod la muestra se mantiene en posición vertical y el péndulo se golpea desde el lado opuesto. En este caso, la energía absorbida representa el factor de tenacidad en la soldadura láser.
6. Ensayos no destructivos (END)
Los componentes soldados tienen prioridad en pruebas no destructivas. No resultan dañados y también se evalúa la calidad de la unión soldada por láser. El objetivo principal de este procedimiento es detectar cualquier defecto y evaluar la calidad de la soldadura.
Existen algunos métodos NTD que se llevan a cabo para realizar estas pruebas de manera efectiva. Se denominan inspecciones visuales, pruebas radiográficas (RT), pruebas ultrasónicas (UT), pruebas ultrasónicas de matriz en fase (PAUT), prueba de partículas magnéticas (MT), etc. Si combina algunas de las técnicas de END, es posible que obtenga algunas respuestas más favorables.
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Mejores prácticas para probar la resistencia de la soldadura
Hay varios puntos clave a considerar si desea seguir las mejores prácticas para realizar pruebas adecuadas de resistencia de la soldadura. Son los siguientes:
1. Estandarización y Documentación
El comienzo de cualquier prueba es la etapa más crucial y si desea ejecutar una prueba estructurada, debe seguir los estándares y pautas específicos de la industria, como Estándares AWS or guía iso. Concéntrese en documentar los procedimientos y condiciones de las pruebas.
2. Condiciones de prueba reproducibles
Debe mantener condiciones de prueba consistentes y controladas, incluida la temperatura, la humedad y la calibración del equipo. El siguiente paso es seleccionar las técnicas de prueba apropiadas según el tipo de soldadura y la información requerida (por ejemplo, tracción, flexión, corte, dureza).
3. Destructivo versus END
Puede elegir métodos de prueba no destructivos, como pruebas ultrasónicas o radiográficas, cuando corresponda. Otro método es la técnica de prueba destructiva de reserva. Se utiliza en casos que requieren una evaluación de la resistencia última.
4. Alineación de la muestra
Asegúrese de que las muestras estén alineadas correctamente con las fuerzas aplicadas para evitar la introducción de fuerzas de flexión o corte. Después de eso, concéntrese en configurar un entorno de prueba. Replica condiciones del mundo real durante las pruebas para simular las condiciones de servicio. Considere siempre las condiciones extremas para obtener resultados óptimos.
5. Registro y análisis de datos
Registre las curvas de carga-desplazamiento, los modos de falla y cualquier desviación del comportamiento esperado. Analice los datos para determinar los parámetros relevantes (p. ej., límite elástico, resistencia máxima). Siga los procedimientos de soldadura establecidos, incluidos parámetros como el aporte de calor, la técnica y el material de relleno. Mantenga un control preciso sobre el proceso de soldadura.
6. Análisis estadístico
Utilice análisis estadísticos para múltiples pruebas o evaluaciones de lotes para comprender la distribución y variabilidad de la resistencia de la soldadura. También debe cumplir con los protocolos de seguridad durante las pruebas destructivas, especialmente cuando involucran altas fuerzas o presiones. Proporcionar equipo de protección personal (EPP) adecuado.
7. Examen posterior a la prueba
Examine las muestras fracturadas para identificar el modo de falla y cualquier signo de defecto, como falta de fusión, porosidad o grietas. Prepare informes de prueba completos, incluidos detalles de los métodos de prueba, resultados, observaciones y conclusiones. Comunique claramente los valores de resistencia de la soldadura y sus implicaciones para la idoneidad del componente para su propósito. Utilice los resultados de las pruebas para informar mejoras de procesos y medidas de control de calidad, con el objetivo de obtener soldaduras consistentes, fuertes y confiables.
Preguntas Frecuentes
1 - ¿Cuál es el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) más común para realizar la hercúlea tarea de garantizar la resistencia de la soldadura láser?
Para evitar futuras molestias, los tratamientos más habituales utilizados en PWHT son el calentamiento pasado y aliviar el estrés. El postcalentamiento se utiliza para reducir la liberación de hidrógeno, que es responsable del agrietamiento en las juntas. Mientras que el alivio de tensión se utiliza para eliminar la tensión bloqueada en la estructura.
2 – ¿Cuál es la fórmula para medir la resistencia de la soldadura láser?
Es fundamental que no se confunda y que comprenda que la selección de la fórmula depende del tipo de junta y del método de prueba empleado. Si todavía tiene dudas, tenga cuidado, porque la resistencia de una conexión soldada con láser también puede verse afectada por diferentes factores, como las condiciones de soldadura, las cualidades del material y el diseño de la junta.
3 – ¿Qué efecto tiene el tamaño de la soldadura sobre la resistencia de una unión soldada con láser?
La resistencia de una unión soldada con láser se ve afectada por una serie de parámetros, que incluyen:
- Una soldadura más grande tiene un valor de resistencia más alto.
- La longitud y el ancho de la soldadura influyen en la resistencia de la unión.
- La fuerza de la articulación también se ve afectada por la potencia del láser y la longitud de superposición.
4 – ¿La soldadura láser es tan fuerte como la soldadura TIG o la soldadura por arco?
La soldadura láser es famosa por su precisión y la reducción de las zonas afectadas por el calor, lo que la hace ideal para materiales finos o sensibles.
Por el contrario, la soldadura por arco, debido a su capacidad de penetración profunda, a menudo da como resultado soldaduras más fuertes en materiales más gruesos y robustos. Sin embargo, la resistencia final y la idoneidad de la soldadura dependerán de la aplicación específica, el material y la experiencia del soldador.
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¡Es hora de terminar!
La lista del glosario de pruebas de resistencia de soldadura se explica en detalle para que le resulte más fácil. Va como END, prueba de evaluación de la resistencia de la unión por láser a la tracción, prueba de fatiga, etc. Estas son algunas de las pruebas más conocidas para evaluar la resistencia de la unión por soldadura por láser.
Conozca sobre ellos en detalle y comprenda cómo ayudan a deshacerse de cualquier falla futura por adelantado. Los resultados son prometedores y pueden ayudarle de millones de maneras en las sesiones previas y posteriores a la soldadura.
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