Calificación Paso A Paso Del Soldador D1.1 Smaw 3g 6p4j4f

Calificación Paso a Paso del Soldador con el Proceso SMAW, Posición 3G Ascendente, Según D1.1 AWS 2010 Preparado por: Ing. William José Mendoza CIV: 202734 CAWI/AWS: 98080574

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Este material presenta los pasos aproximados para la calificación del soldador con el proceso SMAW en posición 3G según el D1.1- AWS - 2010 El propósito de esta guía es ayudar a los interesados en comprender los pasos a seguir en la calificación de los soldadores. Tales pasos son ilustrados con muchas imágenes, como lo señala un viejo refrán, una imagen dice más que mil palabras!

Porque Tomar el Ensayo en Posición 3G Para la Calificación de Soldadura Dado que el proceso de soldadura por arco con electrodo revestidos es el proceso preferido para la mayoría de los trabajos al aire libre, tiene sentido que se tome esta calificación de soldadura. El ensayo de calificación de soldadura en la posición 3G, califica para soldar en las posiciones 1F, 2F, 3F y las posiciones 1G, 2G, 3G en acero estructural. También califica para realizar soldaduras de filetes en tubos con un diámetro mínimo de 24” ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) CON EL PROCESO SMAW SEGÚN D1.1 AWS - 2010. La calificación de soldadura con el proceso SMAW en posición 3G califica a sí mismo a un soldador para soldar en las posiciones plana, horizontal y vertical, sin tomar en cuenta las calificaciones de soldadura en las posiciones plana y horizontal. Cuando es combinada con la calificación de soldadura en la posición 4G, esta califica para soldar en las posiciones plana, horizontal, vertical y sobre cabeza, incluyendo tubos que tengan un diámetro mínimo de 24”. Esta calificación combinada viene en dos espesores. Primero una plancha de 3/8” (T) y segundo una plancha de 1”. Se toma primero el ensayo de la plancha para la posición 3G de 3/8” (T), el cual es un procedimiento de espesor limitado. Califica para soldar desde 1/8” hasta ¾” (o sea 1/8” hasta 2T) de grueso. Segundo se toma la plancha de 1” de grueso para la posición 4G, el cual es un procedimiento de espesor ilimitado. Así como con la mayoría de las calificaciones de soldadura en posición 3G con el proceso SMAW según el D1.1 tienen una fecha de caducidad. Esta calificación tiene una validez por 6 meses, o 180 días, si el soldador no suelda con este proceso durante 6 meses, pierde la validez. En la página al reverso de la calificación de soldadura existe una tabla de registro para cada empleador o escuela de soldadura para firmar cada seis meses. Esto suministra una constancia documentada que comprueba que el soldador ha estado usando este proceso de soldadura para el cual se calificó.

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Información de la WPS Proceso de soldadura: SMAW Posición de la junta: 3G Progresión de la soldadura: Ascendente Tipo de Junta: B-U2a Respaldo: Si Material del Respaldo: ASTM A 36 Dimensiones del respaldo: 6 mm. (min.) hasta 10 mm. (máx.) Abertura de la raíz: 6 mm. hasta 8 mm. Angulo de la ranura: 45º Resanar al Reverso: No Especificación del Material base : ASME A36 Tipo o Grado : N/A Espesor (Tubo): Ranura (mm.): 10 Especificación AWS del Metal de Relleno: A5.1 Clasificación del metal de relleno: E7018 Diámetro del metal de relleno: 1/8” Intensidad de Corriente: 90 – 140 Amps. Características Eléctricas del Electrodo: CD+, Polaridad Positiva (CDEP) Clasificación del Fundente de Protección del Electrodo: 4 Cordones Rectos U Ondulados: Rectos y Ondulados Pase Simples o Múltiples( por Lado): Múltiples Limpieza entre pases: Esmeril o Cepillo de Alambre Esta información debe ser registrada en un formato apropiado recomendado por la AWS

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ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) SI X PRECALIFICADO SI CALIFICADO POR ENSAYOS ----- O REGISTROS DE CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS (PQR ) SI Nombre de la Empresa: Proceso de Soldadura: Nº de Soporte del PQR:

D.I.A.N.C.A SMAW Precalificado

Identificación: 001 Revisión: 01 Fecha: 04-09-13 Por: Ing. William Mendoza Autorizado por: A. Leal Fecha: 02-09-13

JUNTA Diseño de Junta Usado: B -U2a Tipo de Soldadura: Ranura Simple X Doble X Respaldo SI NO Material del Respaldo: ASTM A 36 Abertura de Raíz: 6 mm. Tamaño Cara de Raíz N/R Ángulo de Ranura : 45º Radio (U – J) N/A Resanar al Reverso: SI NO X Método -------

POSICIONES Posiciones de la Ranura: 3G Filete: N/A Progresión Vertical:

X

CARACTERÍSTICAS ELECTRICAS Modo de transferencias (GMAW): Corto Circuito Globular Pulsado Rocío Corriente: CA

CDEP

X

Otros: --------------------------------METALES BASE Electrodo de Tungsteno (GTAW): N/A Especificación del material base: ASTM A 36 Diámetro: N/A Tipo o Grado: N/A Tipo: N/A Espesor de la Ranura: 10 mm Filete: N/A Diámetro (Tubo): N/A METALES DE RELLENO TECNICAS Especificación AWS: A5.1 Cordón Recto u Ondulado: Rectos y Ondulados Clasificación AWS: E7018 Pasada Simple o Múltiples (por lado): Múltiples Números de Electrodos: 1 Separación del Electrodo: a) PROTECCIÓN Longitudinal N/A b) Lateral N/A c) Angular N/A Fundente: N/A Gas: N/A Composición: N/A Distancia de la pieza hasta el tubo de o: N/A Clasificación Electrodo-Fundente: 4 Martillado (Peening): N/A Limpieza entre Pases: Cepillo y esmeril Velocidad de Flujo: N/A Tamaño Copa de Gas: N/A PRECALENTAMIENTO TRATAMIENTO TÉRMICO POST SOLDADURA Temperatura de Precalentamiento Min: N/A Temperatura: N/A Temperatura entre Pasadas Min: N/A Max. N/A Tiempo: N/A PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Pase o Capa de Soldadura

Procesos

Todos los pases

SMAW

Metal de Aporte Clasif.

Diám.

A5.1

1/8”

Intensidad de Corriente Tipo y Polaridad CD +

Voltios

Amps. o WFS 90 - 140 (Lincoln) ó dentro del rango de operación recomendado por el fabricante del electrodo usado en producción

22 - 28

Velocidad de Avance (pulg/min) 2–8

Detalles de la Junta (mm) Ver fig. 3,4, pag. 95 Código D1.1

Código AWS D1.1 - 2010

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Preparación de la Junta Para la Calificación de Soldadura con el Proceso SMAW en Posición 3G El procedimiento establece en las notas como preparar los cupones de ensayos. Aquí están las notas del D1.1 AWS para el procedimiento con el proceso SMAW en posición 3G.

1. Esmerilar todas las cascarillas laminadas en caliente, 1” al frente del bisel y ¼” al reverso del bisel de la plancha de ensayo. 2. Esmerilar toda la oxidación sobre el bisel del metal desnudo. Re-inspeccionar el ángulo del bisel para el ángulo apropiado. 3. Esmerilar toda la cascarilla en caliente de la pletina de respaldo hasta el metal limpio. 4. El inspector inspeccionará la preparación antes de ensamblar las piezas de ensayo. 5. Después que se complete el ensamblaje del cupón el inspector revisará todas las especificaciones del ensamblaje. 6. Ahora el cupón de ensayo será ubicado en la posición fija. El cupón será marcado en la posición con un marcador y el inspector puede observar el ensayo en cualquier momento durante la realización del ensayo. (DURANTE EL ENSAYO, EL CUPÓN NO DEBERÁ SER MOVIDO EN NINGUNA DIRECCIÓN Y/O REMOVIDO DE LA UBICACIÓN DEL ENSAYO SIN LA APROBACIÓN DEL INSPECTOR). 7. La abertura de la raíz debe ser inspeccionada. 8. Las temperaturas requeridas, para un acero ASMT A36, del metal base de 1/8” hasta ¾” de espesor. Las temperaturas mínimas de precalentamiento y entre pasadas deberán ser como sigue: Cuando las temperaturas del metal base esté por debajo de 32ºC, el metal base deberá ser precalentado a un mínimo de 72ºC y la mínima temperatura entre pases deberá mantenerse durante la soldadura. Así es como deben verse las piezas antes de su ensamble. Note que no han sido esmerilados ni las plancha ni la pletina de respaldo.

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Esta imagen muestra las cascarillas de fundición esmeriladas a una distancia mínima de la cara del bisel de 1” con la oxidación del bisel esmerilada hasta el metal limpio, y la pletina de respaldo esmerilada hasta el metal limpio. Después se esmerila la cascarilla de fundición a un mínimo de ¼” en la parte posterior a la cara de los biseles.

Se debe verificar el ángulo de los biseles. Cada uno debe medir 22.5º para un ángulo de ranura total de 45º. El procedimiento establece que el ángulo total de la ranura debe estar entre 45º y 55º. La cara de la raíz debe ser cero.

Las imágenes abajo muestran como se ensamblan las planchas de ensayo. Primero se puntea la pletina de respaldo por los lados extremos del bisel. Se debe usar una prensa para asegurarse que la pletina esté bien ajustada y centrada a la plancha. La abertura de la raíz se fija usando dos electrodos de 1/8”, para fijar la abertura apropiada de ¼”. Luego se puntea por la parte de atrás y central de la plancha, usando de nuevo la prensa, esto se hace para mantener la pletina plana contra el bisel. No se debe puntear la plancha dentro de la ranura si se va a usar ensayos RT.

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Pre- Inspección de las Planchas Biseladas de Ensayos El cupón se coloca en posición y es inspeccionado. El cupón se fija en el posicionador y es marcado en varios lugares para asegurarse que no sea movido durante la soldadura o limpieza. Se usa un nivel para nivelar su posición.

Como Aprobar la Certificación de Soldadura en Posición 3G con el Proceso SMAW Según el Código D1.1 AWS -2010 Pase de Raíz Al iniciar el pase de raíz hay que tener cuidado de observar la fusión de los bordes de bisel y el centro de la pletina de respaldo, usando le técnica de vaivén de lado a lado. Para realizar el empalme del cordón siguiente, hay que esmerilar ½” del cordón para iniciar el empalme justamente allí, y se repite la operación para los empalmes siguientes. El espesor del primer cordón depositado debe ser uniforme a lo largo de todo el cordón.

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Al finalizar el primer pase, se deja enfriar un poco la plancha antes de iniciar en segundo pase. Se inspecciona no debe existir falta de fusión, falta de penetración, socavación y poros, luego se esmerila ligeramente para corregir alguna imperfecciones en los empalmes o protuberancias etc.

Nota: se usan electrodospase, de diferentes Números F ó procesos de soldaduras combinados, se debe medir el Al Cuando finalizar el primer se deja espesor de metal depositado es decir si se usa un E6010 (F3) para el primer pase y los pases restantes con un E7018 enfriar poco la antes de el del metal depositado con el E7018, ó si se usa GTAW para el (F4), se mideun el espesor delplancha pase con E6010 y luego primer pase y en SMAW segundo para los pases restantes, miden los espesores que correspondan a cada proceso. Esto es para iniciar pase. seSe los efectos de conocer los rangos de espesores calificados. La observación antes mencionada no aplica para el caso inspecciona nocertificación, debe existir falta deun solo tipo de electrodo y un solo tipo de proceso. que tratamos en esta porque usamos

fusión, falta de penetración, socavación y poros, luego se Pase de Relleno esmerila ligeramente para corregir Para el paseimperfecciones en caliente o deen relleno alguna losse usa la misma técnica de vaivén, pero con una intensidad corriente ligeramente superior para refundir algunas imperfecciones del empalmesde o protuberancias etc. primer pase. Se debe tener cuidado de hacer pausa en los extremos del movimiento de vaivén con el arco corto para evitar socavación. El relleno debe quedar ligeramente por debajo de la superficie de la plancha o a ras, no debe quedar por encima o muy por debajo de la superficie de la plancha a fin de facilitar la uniformidad del pase de acabado.

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Pase de Acabado El pase de acabado también se hace usando el movimiento de vaivén, teniendo el cuidado de hacer pausa con el arco corto en los extremos laterales del vaivén para rellenar esa zona y evitar la socavación, la cual podría conducir al agrietamiento de la muestra durante el ensayo de doblez.

Pase de acabado

Esta es la soldadura terminada, la cual debe limpiarse con un cepillo de alambre. La soldadura debe ser uniforme con respecto al metal base, debe emerger suavemente con el metal base, con un refuerzo que no deberá exceder de 1/8” y la socavación no mayor de 3/32”.

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Como preparar el Cupón de Ensayo Para el Ensayo Destructivo del Ensayo de Doblez. Preparar los cupones para un ensayo de doblez no es difícil pero requiere tomarse tiempo para hacerlo de manera apropiada. Existen pocos pasos que requieren seguirse porque de lo contrario se pueden cometer errores y puede fallar el ensayo basado en la mala preparación.

Marcar y Cortar el Cupón de Ensayo Lo primero que hay que hacer es marcar en centro de la plancha con una tiza. Luego se coloca otra marca de 1” por encima y por debajo del centro de la plancha (ver figura abajo). Las próximas . In the case of coupon failure the middle of the plate can be used as a backup coupon, as long as the marcas son de 1-1/2” por encima y por debajo de las primeras failure of the bend falls within he AWS acceptance criteria for a bend test. marcas. Las dos marcas de 1-1/2” de ancho son para el ensayo de doblez, una de cara y la otra de raíz. Para trazar las muestras se usa una escuadra. En el caso de que el cupón falle, se puede usar la mitad de la plancha como un respaldo del cupón, siempre que la falla del doblez esté dentro de los criterios de aceptación de la AWS para un ensayo de doblez.

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a

Cuando se use RT no deberá usarse puntos de soldadura en esta área.

b

El espesor del respaldo deberá ser de ¼” (6 mm) min. Hasta 3/8” (10 mm), el ancho del respaldo deberá ser de 3” (75 mm) min. Cuando no sea eliminado para RT, de otra manera 1” (25.4 mm) min. c

Para planchas de 3/8”, un ensayo de doblez de lado puede ser substituido por cada ensayos de doblez de cara y raíz requeridos.

Figura 4.31 – Espesor Limitado Para Planchas de Ensayos – Todas las Posiciones – Calificación del Soldador (Ver 4.24.1). Código D1.1 AWS - 2010

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El proximo paso es marcar cada una de las muestras con las iniciales del nombre del soldador, la posición (en nuestro caso es 3G), y el tipo de doblez (R si es la muestra de raíz, y F si es la muestra de cara). Esto hay que hacerlo antes de cortar y esmerilar las muestras, a fin de evitar confusión de cual es la muestra que falla durante el ensayo y poder identificarlas. Los extremos de la plancha son rechazados.

Una vez marcadas las líneas de corte, se procede a cortar las muestras con una sierra de vaivén, cuidando que los cortes sean paralelos.

Remoción de la Pletina de Respaldo Ahora se procede a la remoción de la porción de pletina de respaldo de cada muestra. Se realiza mediante el esmerilado de la zona al reverso justamente donde penetró la soldadura del primer pase, cuidando de no profundizar el esmerilado mas allá del espesor de la pletina de respaldo.

La pletina de respaldo sale fácilmente colocando la muestra en la prensa y golpeando la pletina de respaldo usando un martillo y un cincel. Luego se esmerila la porción de soldadura restante, cuidando de que las marcas del esmerilado sean paralelas a la longitud de la muestra.

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Remoción del Refuerzo del Cordón de la Cara de la Soldadura Antes de esmerilar la cara y raíz de la soldadura, se debe marcar con un centro punto el centro de la soldadura por un costado de la muestra. Esto se realiza para asegurase del área de interés que se va a inspeccionar después del doblez. El área de la cara y raíz de la soldadura deber estar sometida al máximo esfuerzo de tracción durante el ensayo de doblez.

El Ensayo de Doblez Se tendrán dos muestras para el ensayo de doblez, La primera será un doblez de cara y la segunda un doblez de raíz. En el caso de que falle un ensayo de doblez, Se puede utilizar el centro de la plancha como cupón de respaldo, siempre y cuando falle dentro del criterio de aceptación. A continuación los criterios de aceptación según la AWS. “Los criterios para el ensayo de doblez. La superficie convexa de la muestra del ensayo de doblez deberá ser visualmente examinada por si existen discontinuidades superficiales. Para la aceptación, la superficie no deberá contener discontinuidades que excedan las siguientes dimensiones”: 1) 1/8” (3 mm) medidas en cualquier dirección de la superficie. 2) 3/8” (10 mm) – La suma de las mayores dimensiones de todas las discontinuidades que exceden 1/32” (1 mm), pero menores o iguales a 1/8” (3 mm). 3) ¼” (6 mm) – Las grietas máximas en las esquinas que resulten de inclusiones de escorias visibles u otras discontinuidades de tipo fusión, entonces la máxima de 1/8” (3 mm) deberán aplicar. Las muestras con grietas en las esquinas que excedan de ¼” (6 mm) sin evidencia de inclusiones de escorias u otro tipo de discontinuidades deberán ser indiferentes, y una muestra de ensayo de reemplazo del elemento soldado deberá ser ensayada. Los cupones de ensayos son puestos en la maquina de doblez y doblados

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Doblez de Raíz Aquí la muestra de doblez de raíz, seguido por el doblez (se debe colocar la muestra en la maquina de doblez con la raíz hacia abajo), y finalmente la aprobación exitosa del ensayo de doblez de raíz.

Doblez de Cara Aquí la muestra de doblez de cara, seguido por el doblez (se debe colocar la muestra en la maquina de doblez con la cara hacia abajo), y finalmente la aprobación exitosa

del ensayo de doblez de cara.

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Los Resultados del Ensayo de Doblez de Cara y de Raíz

Las dos muestras aprobaron la inspección. Finalmente el soldador calificó en la posición 3G. Si cualquiera de las dos muestras hubiera fallado el soldador NO hubiese calificado.

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Logo de la Empresa

REGISTRO DE CALIFICACIÓN DE HABILIDADES DEL SOLDADOR (RCHS) WELDER PERFORMANCE QUALIFICATION RECORD(WPQR)

EPS (WPS).: 001

RCHS (WPQR) Nº.:001 Rev.:

SOLDADOR.: Pedro Pérez CEDULA.: 8596676 ESTAMPA.: D-OO1

PROCESO DE SOLDADURA.: SMAW

TIPO.: MANUAL

CÓDIGO.: D1.1 AWS -2010

PARÁMETROS DE LA PRUEBA Y SUS RANGOS DE CALIFICACIÓN DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES PROCESO DE SOLDADURA JUNTAS CON/SIN RESPALDO (Backing) ESPECIFICACIÓN NÚMERO DE GRUPO MATERIALES DIÁMETRO EXTERNO (inch) BASE ESPESOR(mm)

PARÁMETROS DE LA PRUEBA SMAW Con respaldo ASTM A 36 Grupo I N/A 10

RESPALDO( espesor de 1/4” hasta 3/8”)

MATERIALES DE APORTE

Todos los Materiales del Grupo I

ASTM A 36

ESPECIFICACIÓN SFA

A 5.1

CLASIFICACIÓN AWS

E7018

IDENTIFICACIÓN COMERCIAL

Lincoln

DIÁMETRO (inch)

1/8”

NÚMERO F ESPESOR DEL DEPÓSITO(mm)

4 10 ---------------N/A

RANURA FILETE INSERTO CONSUMIBLE

RANGOS DE CALIFICACIÓN SMAW Con respaldo

1, 2, 3, 4 Con respaldo 3.2 ” hasta 20 Todos

POSICIÓN DE LA SOLDADURA 3G (CJP, PJP)1G, 2G, 3G, (Filete)1F, 2F, 3F PROGRESIÓN DE LA SOLDADURA Ascendente Ascendente GAS DE PURGA N/A CARACTERÍSTICAS SOLO PARA TIPO DE CORRIENTE N/A N/A GTAW ELECTRICAS POLARIDAD N/A N/A PRUEBAS DE DOBLADO GUIADO PROBETA TIPO Y FIGURA RESULTADO DC Doblez de Cara No presento discontinuidades DR Doblez de Raíz No presento discontinuidades

INSPECCIÓN VISUAL APROBADO REPORTE

INSPECCIÓN RADIOGRÁFICA N/R RESULTADO DEL ENSAYO DE FILETE

NATURALEZA DE LA FRACTURA ENSAYO DE FRACTURA

LONGITUD DE DEFECTOS PORCENTAJES DE DEFECTOS

MACROGRAFÍA DE FUSIÓN DIMENSIONES DEL FILETE ( CATETOS)- (mm)

Prueba Conducida por : Ing. W. Mendoza

-----------------------------------Laboratorio: ---------

-----------------------------

---------------------------------

--------------------------------CONCAVIDAD / CONVEXIDAD (mm): ---------Certificado ó Reporte de Ensayos Nº: ---------

Certificamos que lo establecido en este Registro es correcto y que los cupones de prueba fueron preparados, soldados y ensayados según los requerimientos del Código D1.1 Edición 2010. Fecha: 07-10-2013 Por la Empresa: Fecha: : 07-10-2013

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