CALIDAD EN LA SOLDADURA

Antes de hacer una union, es necesario que la soldadura "moje" los metales básicos o metales base que formaran la unión. Este es el factor mas importante al soldar. Al soldar se forma una unión intermolecular entre la soldadura y el metal. Las moleculas de soldadura penetran la estructura del metal base para formar una extructura sólida, totalmemte metálica.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Si la soldadura se limpia mientras esta aun derretida, sera imposible retirarla completamente. Se ha vuelto una parte integral de la base. Si unmetal graso se sumerge en agua no se "mojara" no importa que tan degado sea el aceite, se formarán bolitas de agua que se pueden sacudir de la superficie. Si el metal se lava en agua caliente utilizando detergente y se seca con cuidado, sumergiendolo de Nuevo en agua, el liquido se extendera completamente sobre la superficie y formara una pequeña capa. Esta capa de agua no se puede quitar a menos que se seque. El material esta entonces "mojado". Cuando el aguamoje el metal entonces esta perfectamente limpio, de tal forma la soldadura mojara el metal cuando las superficies de la soldadura y del metal estan completamente limpias. El nivel de limpieza que se requiere es mucho mayor que con el agua sobre el metal. Para tener una Buena unión de soldadura, no debe de existir nada entre los dos metáles. Casí todos los metáles se oxidan con la exposición al aire y hasta la capa mas delgada impedira que la soldadura moje el metal.
Cuando se unen dos superficies limpias de metal y se sumergen en soldadura fundida, la soldadura mojara el metal y subira hasta llenar los espacios entre las superficies contiguas. A esto se le conoce como la acción capilar. Si las superficies no estan limpias, no ocurrira la operación de mojado y la soldadura no llenara la unión. Cuando las tablillas con orificios cromados por una ola de soldadura, es esta fuerza la que llena los orificios y produce un llenado en la superficie superior. La presión de la ola no es lo que produce, esto si no la acción capilar de la soldadura.
Todos hemos visto insectos que caminan sobre la superficie de un estanque sin mojarse las patas. Ellos se apoyan sobre una capa o fuerza invisible llamada tension de la superficie. Esta es la misma que hace que el agua se conserve en bolitas sobre el metal aceitoso. La tensión de la supercie es la capa delgada que se ve sobre la superficie de la soldadura derretida. Los contaminantes de la soldadura pueden incrementar la tensión de la superficie y la mayoria pueden controlarse cuidadosamente. La temperatura de la soldadura tambien afectara la tensión de la superficie, reduciendola al incrementar su temperatura. Este efecto es pequeño comparado al de la oxidación. La pureza de la soldadura tiene una gran efecto en la parte terminada y el numero de rechazos. Por consiguiente entender los efectos de la contaminación de la soldadura obviamente nos puede llevar a mejorar la calidad de las partes producidas a un costo reducido. Se recomienda no ignorar los efectos perjudiciales de las impurezas de la soldadura en la calidad y el indice de produccióndel equipo de soldadura por inmersión o de onda. Algunos de los problemas que prevalecen a causa de soldadura contaminada son uniones opacas o asperas, puentes y no poderse "mojar". Cambiar la soldadura no es necesariamente la solución. Las soldaduras se pueden dividir en tres grupos básicos:
1).- Soldadura Reciclada
2).- Virgen.
3).- Alto Grado de Pureza.
Soldadura reciclada es desperdicio de Estaño y Plomo que se puede comprar y refinar por medio de procedimientos metalurgicos regulares. Los altos niveles de impureza pueden provocar problemas en las lineas de producción en masa. Soldadura Virgen este termino se refiere a la soldadura que estan compuestas de Estaño y Plomo estraidos del mineral. El nivel de pureza del Estaño y Plomo de esta materias primas es alto y excede, en muchos aspectos de la magnitud y las normas (ASTM & QQS-571). Soldadura de alto grado de pureza se selecciona Estaño y Plomo con bajo nivel de impurezas y se produce soldadura con bajo nivel de impurezas.
Antes de discutir problemas y solucionesconsidere la fuente de la contaminación metálica en un crisol u onda durante la manufactura. Obviamente en una parte del equipo bien fabricada, las paredes del recipiente para el metal fundido, al igual que la bomba y todas las demás superficies que llegan a estar en contacto con la soldadura estan hechas con un metal como el aceroinoxidable. La contaminación del baño, por consiguiente, puede resultar unicamente por el contacto con el trabajo mismo.
Esto significa que un numero limitado de elementos se adquieren, dependiendo de la linea de producción. En el crisol de inmersión, esto significa que se podra encontrar cobre y zinc, al soldar con ola ensambles electrónicos y tablillas de circuitos impresos, significa que se podra encontrar cobre y oro. En otras palabras, un baño de soldadura solo se puede contaminar con aquellos metales con los que esta en contacto y los cuales son solubles en la soldadura.
Al ir subiendo el nivel de contaminación, la calidad de la soldadura se deteriora. Sin embargo, no existe una regal clara en cuanto al nivel de contaminación metálica donde la soldadura ya no se puede emplear.
No podemos prevenir que los materiales de los PCB toquen el baño e inevitablemente contaminaran la soldadura hasta cierto grado. No existen valores absolutos para todas las condiciones. El limite depende de los requisitos de especificación, diseño del PCB, solderabilidad, espaciado de los circuitos, tamaño de los conectores y otros parametros. Establezca sius propios niveles de contaminación.

PRUEBAS Y ENSAYOS EN LA SOLDADURA
SOLDADURAS
Aleación Estándard: 63% de Estaño y 37% de Plomo
La aleación eutectica 63% de Sn y 37% de Pb es una aleación especial donde la fusion ocurre a una sola temperatura que es de 183º C (361º F).
Impurezas Metálicas: Pueden:
Causar defectos severos de cortos (particularmebte cuando el hierro excede 0.005% y el Zinc excede 0.003%).
Debilitar la resistencia de la union de la soldadura.
Incrementar la razón de formación de escoria.
Causar uniones opacas o granulosas.
Reducir la capacidad de mojado (particularmente el azufre).
Impurezas No Metálicas: (Oxidos Incluidos).
Las impurezas no metálicas u óxidos inluidos se mojan muy bién en la soldadura fundida y no se separan de la soldadura de la escoria.
Los óxidos incluidos incrementan la viscosidad de la soldadura fundida, causando cortos y picos (icicles).
Los óxicos incluidos pueden ser medidos mediante la Prueba de Inclusión de Escoria (Dross Inclusion Test).

ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS
Los ensayos no destructivos se han practicado por muchas décadas. Se tiene registro desde 1868 cuando se comenzó a trabajar con campos magnéticos. Uno de los métodos más utilizados fue la detección de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril. Las piezas eran sumergidas en aceite, y después se limpiaban y se esparcían con un polvo. Cuando una grieta estaba presente, el aceite que se había filtrado en la discontinuidad, mojaba el polvo que se había esparcido, indicando que el componente estaba dañado. Esto condujo a formular nuevos aceites que serían utilizados específicamente para realizar éstas y otras inspecciones, y esta técnica de inspección ahora se llama prueba por líquidos penetrantes (PT).
Sin embargo con el desarrollo de los procesos de producción, la detección de discontinuidades ya no era suficiente. Era necesario también contar con información cuantitativa sobre el tamaño de la discontinuidad, para utilizarla como fuente de información, con el fin de realizar cálculos matemáticos y poder predecir así la vida mecánica de un componente. Estas necesidades, condujeron a la aparición de la Evaluación No Destructiva (NDE) como nueva disciplina. A raíz de esta revolución tecnológica se suscitarían en el campo de las PND una serie de acontecimientos que establecerían su condición actual.
En el año de 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en inglés), la cual es la sociedad técnica más grande en el mundo de pruebas no destructivas. Esta sociedad es promotora del intercambio de información técnica sobre las PND, así como de materiales educativos y programas. Es también creadora de estándares y servicios para la Calificación y Certificación de personal que realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.
A continuación se proporcionan una serie de fechas relacionadas con acontecimientos históricos, descubrimientos, avances y aplicaciones, de algunas pruebas no destructivas.
1868 Primer intento de trabajar con los campos magnéticos 1879 Hughes establece un campo de prueba 1879 Hughes estudia las Corrientes Eddy 1895 Roentgen estudia el tubo de rayos catódicos 1895 Roentgen descubre los rayos “X” 1896 Becquerel descubre los rayos "Gamma" 1900 Inicio de los líquidos penetrantes en FFCC 1911 ASTM establece el comité de la técnica de MT 1928 Uso industrial de los campos magnéticos 1930 Theodore Zuschlag patenta las Corrientes Eddy 1931 Primer sistema industrial de Corrientes Eddy instalado 1941 Aparecen los líquidos fluorescentes 1945 Dr. Floy Firestone trabaja con Ultrasonido 1947 Dr. Elmer Sperry aplica el UT en la industria
Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.
Se identifican comúnmente con las siglas: PND; y se consideran sinónimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y exámenes no destructivos.
En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos.
La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran resumidas en los tres grupos siguientes:
Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.
Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.
Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

CODIGOS Y NORMAS EN LA SOLDADURA

FRPMST221.1: Preparar equipos, accesorios, herramientas y consumibles para soldar manualmente por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW) progresión descendente, de acuerdo a instructivos de la empresa, manuales de operación respectivos y procedimiento de soldadura calificado.
FRPMST221.2: Realizar los pases de: Raíz y caliente, progresión descendente, a juntas a soldar en tuberías de acero al carbono con soldadura por arco eléctrico manual y electrodo revestido (SMAW), de acuerdo a especificaciones del procedimiento de soldadura calificado.
FRPMST221.3: Realizar los pases de: Relleno y presentación, progresión descendente, a juntas a soldar en tuberías de acero al carbono con soldadura por arco eléctrico manual y electrodo revestido (SMAW), de acuerdo a especificaciones del procedimiento de soldadura calificado.

La elección y acople de los equipos, herramientas, consumibles y accesorios para la soldadura con el proceso (SMAW), están de acuerdo con el procedimiento de operación y especificaciones de seguridadestablecidas por la empresa.
Los parámetros de operación de los equipos y accesorios se regulan según lo especificado en el procedimiento de soldadura calificado aplicable para realizar esta clase de juntas.
Los gasesa utilizar para los equipos de corte, se seleccionan de acuerdo al procedimiento de soldadura calificado aplicable para realizar esta clase de juntas y se mantiene según los requerimientos de las normas legales sobre salud ocupacional.
Los electrodos (aporte) a utilizar se seleccionan de acuerdo al procedimiento de soldadura calificado, aplicable para realizar esta clase de juntas y se mantienen según las normas establecidas.
El entorno, equipos, herramientas, las practicas de trabajo y el uso de los elementos de protección personalcumplen con los requerimientos de las normas legales sobre salud ocupacional.
Las deficiencias y fallas de los equipos, accesorios y herramientas son identificadas y comunicadas a las fuentes apropiadas para su correspondiente acción.
Las deficiencias y fallas de los equipos, accesorios y herramientas son identificadas y corregidas teniendo en cuenta el alcance establecido por la empresa.
La programación del alistamiento de los equipos, accesorios y herramientas se cumple según el cronograma establecido por la empresa.


ELECTRICIDAD: Conceptos, clases, intensidad de corriente, fuerza electromotriz, resistenciaeléctrica, polaridad,, corriente constante, voltaje, resistencia, seguridad.
Características de la corriente para soldar.
FUENTES DE PODER para procesos (SMAW)
Clases y tipos:
ESTATICAS: transformadores simples, transformadores con rectificador, mixtas, inversoras,
ROTATIVAS: generadores, convertidores Cables para soldar: longitud, calibre, capacidad, características.
SEGURIDAD, ciclo de trabajo y mantenimiento primario de los equipos para soldar.
EQUIPOS; funcionamiento, manejo y mantenimiento primario de los equipos utilizados para: (cortar, calentar, ranurar, desbastar, esmerilar, limpiar, biselar) aplicables en esta norma.
REGULADORES: para equipos de oxicorte, corte por plasma,
Clases, características, seguridad.
PORTAELECTRODOS, Conexión a tierra y masa, conexiones generales del circuito para soldar,
Parámetros de operación y seguridad.
ELECTRODOS REVESTIDOS: Concepto, longitudes, usos, versatilidad, eficiencia, rendimiento, diámetros, clasificación (AWS), Identificación, manejo, almacenamiento, recuperación, propiedades.
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA APLICABLE; Proceso (SMAW), Importancia, Contenido, alcance: (conceptos generales sobre: WPS, PQR, WPQ), variables: esenciales, suplementarias, y no esenciales,
INSTRUCTIVO APLICABLE: Importancia, Contenido.
SALUD OCUPACIONAL EN SOLDADURA: Concepto, efectos de la corriente eléctricaen el cuerpo humano, puntos de peligro en un circuito eléctrico, condiciones de seguridad en el puesto de trabajo, uso de elementos de protección personal, ergonomía, normas de seguridad para instalar equipos para: (soldar, cortar, calentar, ranurar, desbastar, esmerilar, limpiar, biselar).
EQUIPO OXICOMUSTIBLE: Componentes, gases combustibles y comburentes, cilindros y acumuladores para almacenamiento de gases, operación correcta, clases de llamas, efecto de la llama en la junta soldada, presiones de trabajo, almacenamiento, transporte, seguridad.
Importancia e incidencia del cumplimiento de la programacion establecida en los procesos de produccion.
Reporte de novedades encontradas en las instalaciones, equipos y herramientas.
Procedimiento de soldadura aplicable.
Procedimiento de trabajo aplicable.
Instructivo aplicable
Normas legales sobre salud ocupacional.
Códigos y normas aplicables:
-API 1104,-AWS: A5.12, A5.18, A5.1-NFPA, Números: 58, 51ª, 51, 258, 59.-NEMA-NFPA, Números: 58, 51ª, 51, 258, 59.
- ISO9000, 14000
Manuales técnicos de:
Equipos y herramientas aplicables.