Integridad estructural de uniones soldadas - 1

Las uniones soldadas son ampliamente utilizadas debido a que son rápidas, económicas y confiables. Sin embargo en ocasiones se presentan discontinuidades y defectos que pueden afectar el comportamiento estructural de la soldadura. 

Estos defectos se pueden agrupar en cuatro grupos

1. Grietas y defectos parecidos a grietas, 

2. Iniciadores de grietas

3. Concentradores de tensiones

4. Poros y defectos que no afectan significativamente la integridad.

El primer grupo es el más importante y requiere un enfoque desde la mecánica de la fractura para la evaluación de la integridad de la estructura soldada, los grupos 2 y 3 son importantes desde el punto de vista de los análisis de fatiga y vida residual.

Adicionalmente dentro las soldaduras se encuentran inhomogenidades en la microestrutura y propiedades mecánicas, comúnmente se identifican tres zonas: metal base, zona de fusión y zona afectada térmicamente. Inclusive en ocasiones esta inhomogenidad es provocada intencionalmente por ejemplo en tuberías los pases de raíz en ocasiones se realizan con electrodos de más baja resistencia que el metal base, o se realizan uniones con material de aporte con resistencia mecanica significativamente mayor, o se pueden presentar situaciones en las que los materiales base son disimilares.

En las soldaduras multipase se presentan zonas con diferentes microestruturas dentro de la zona afectada térmicamente, esto es lo que se conoce como inhomogenidades locales, se originan debido a las diferencias en el ciclo térmico, esto provoca diferencias locales en el tratamiento térmico, microestructura,  tamaño de grano y en las propiedades mecánicas finales. Además es importante tener en consideración el efecto de las tensiones o esfuerzos residuales que surgen durante el proceso de fabricación y también durante la soldadura que pueden junto con la diferencia de resistencias mecánicas acelerar el crecimiento de las grietas.

Las normas de aptitud para el servicio API 579/ASME FFS1 y BS 7910 presentan soluciones conservadoras que envuelven los máximos esfuerzos residuales (sin que implique el equilibrio de los mismos) con base en experimentos realizados sobre las clases de soldaduras que se presentan frecuentemente en tuberias, recipientes a presión, calderas, etc.