norma traccion union soldadas

NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 2156

1998-04-22

SIDERURGIA. SOLDADURA. ENSAYOS MECNICOS DE SOLDADURAS E: SIDERURGY. WELDING. MECHANICAL TESTING OF WELDS

CORRESPONDENCIA: esta norma es equivalente (EQV) a la

AWS B4.0 DESCRIPTORES: soldadura; ensayo mecnico; ensayo

de doblado simple; ensayo de traccin. I.C.S.: 25.160.50; 77.040.01 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproduccin Primera actualizacin

PRLOGO El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnica est garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimo caracterizado por la participacin del pblico en general. La NTC 2156 (Primera actualizacin) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-04-22. Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma que pertenece al Comit Tcnico 371005 Ensayos mecnicos para productos metlicos, a travs de su participacin en Consulta Pblica. ACERAS PAZ DEL RO AGA-FANO BAVARIA COMESA COLTAVIRA DISTRAL E.W. SAYBOLT Y CA ELECTRODOS OERIKON EMCOCABLES EMPRESA COLOMBIANA DE SOLDADURA EMPRESAS PBLICAS DE MEDELLN ESTRUCTURAS CENO FBRICA NACIONAL DE AUTOPARTES GARNICA VILLAMIZAR INDUSEL INDUSTRIAS SAMPER INDUSTRIAS HIDRAULOMECNICAS INDUSTRIAS METLICAS BACHUE ISAGEN LLOREDA PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO POLITCNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA

QA/QC INSPECTION SYSTEM SAGER SCHALAGE LOCK SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS TANQUES Y TAPAS INDUSTRIALES TUBOS DE OCCIDENTE UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD EAFIT UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA WEATHERFOR ENTERRA COLOMBIANA LIMITED DISTRIBUIDORA DE ACEROS DE COLOMBIA SIDEBOYAC SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO

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DIRECCIN DE NORMALIZACIN

NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 2156 (Primera actualizacin)

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SIDERURGIA. SOLDADURA. ENSAYOS MECNICOS DE SOLDADURAS

PARTE A: ENSAYO DE SOLDADURAS EN RANURA A1. ENSAYOS DE DOBLADO 1. OBJETO 1.1 En esta seccin se presentan los ensayos de doblado para realizar en soldaduras de ranura con juntas a tope y en soldaduras de revestimiento. En esta norma se presentan los requisitos para preparar las probetas para este ensayo, los parmetros y procedimientos de ensayo, pero no se especifican los requisitos en cuanto a radio de doblado o criterios de aceptacin. 1.2 Los materiales de base pueden ser homogneos, revestidos o peden tener cualquier otro tipo de superficie, excepto revestimiento con metal duro. 1.3 Esta norma se aplica en los siguientes casos, en donde se especifique: 1) Calificacin de materiales, personal que realiza soldaduras y procedimientos de

soldeo. 2) Informacin, especificaciones de aceptacin y control de calidad en la produccin. 3) Investigacin y desarrollo. 1.4 Cuando se usa la presente norma, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) La ubicacin y orientacin especficas de las probetas. 2) Los tipos de ensayo especficos, por ejemplo, doblado de la cara, doblado lateral o

doblado de raz, y el nmero de probetas requeridas. 3) El tipo de datos requeridos y las observaciones que se deben hacer.


2

4) Radio de doblado o porcentaje de elongacin. 5) Tratamiento trmico posterior a la soldadura o procesamiento mecnico. 2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de los siguientes documentos: NTC 523: 1997, Ensayo guiado de doblamiento para determinar la ductilidad de las soldaduras. NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayo no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurgia. Soldadura. Terminologa y definiciones. NTC 3353: 1997, Siderurgia. Definiciones y mtodos para los ensayos mecnicos de productos de acero. 3. RESUMEN DEL MTODO 3.1 En el proceso de doblado las probetas se guan con un embolo a travs de una plantilla que emplea rodillos o soportes de apoyo en los extremos. 3.2 La deformacin mxima en la superficie de traccin es controlada por el espesor de la probeta y el radio del mandril o mbolo. 4. IMPORTANCIA 4.1 La ductilidad de una junta soldada se determina por el ensayo guiado de doblamiento y, se evidencia por su resistencia al desgarramiento y la presencia de discontinuidades en la superficie de traccin. 4.2 Los ensayos de doblamiento se usan para determinar fusin incompleta, desgarramiento, decapado, efecto de la configuracin del cordn y macrodiscontinuidades del revestimiento de soldadura. 5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los smbolos y trminos de soldadura usados en esta seccin estn de acuerdo con la ltima edicin de la NTC 1958 y NTC 2229.

Soldadura en varios planos (la soldadura contina en la periferia)


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A menos que se establezca algo diferente, se utilizan las siguientes designaciones: A = radio del mbolo B = radio del dado DI = dimetro interior L = longitud de la placa de ensayo R = radio S = espesor de la soldadura de revestimiento T = espesor de la probeta W = ancho de la probeta 6. DISPOSITIVOS 6.1 Las probetas dobladas con gua se pueden ensayar en cualquiera de los dos tipos de dispositivos descritos a continuacin. Uno es de tipo de doblado con gua, diseado para soportar y cargar la probeta en tres puntos. El alternativo es un dispositivo en el que se fija un extremo de la probeta y con un rodillo se presiona la probeta alrededor de un mandril. 6.2 El dispositivo de doblado con gua debe tener las dimensiones establecidas en las Figuras A1 o A2. 6.3 El dispositivo de doblado con rodillo debe tener las dimensiones establecidas en la Figura A3. 6.4 Los radios del mbolo presentado en las Figuras A1 A2 o el mandril presentado en la Figura A3 se deben especificar o determinar de la relacin expresada por la Figura A4 entre la elongacin mnima especificada del metal y el espesor de la probeta. 7. PROBETAS Las probetas de ensayo se deben preparar cortando la soldadura y el metal base para formar una probeta rectangular en la seccin transversal. Las superficies cortadas transversalmente a la soldadura se deben designar como los lados de la probeta; las otras dos superficies se deben designar como la cara y la raz, segn el caso. Las probetas longitudinales pueden tener la cara o la raz de la soldadura como la superficie de traccin de la probeta. 7.1 Doblado lateral transversal. El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura, y la probeta se dobla de manera que una de las superficies laterales llegue a ser la superficie de traccin de la probeta. El lado que presenta las discontinuidades ms significativas (si las hay) debe ser el lado de traccin. Las probetas transversales de doblado lateral deben cumplir con los requisitos de la Figura A5. Las probetas transversales de doblado lateral se usan para placas o tubera que son demasiado gruesas para doblado en la cara o en la raz, y se recomiendan para soldaduras con zonas de fusin angostas.


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7.2 Doblado de cara transversal. El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura y la probeta se dobla de manera que la cara de la soldadura llegue a ser la superficie de traccin de la probeta. Las probetas transversales para doblado de cara deben cumplir con los requisitos de la Figura A6 para placas y la Figura A7 para soldaduras de tubera. 7.3 Doblado de raz transversal. El eje longitudinal de la probeta es perpendicular a la soldadura y la probeta se dobla de manera que la superficie de la raz de la soldadura llegue a ser la superficie de traccin de la probeta. Las probetas transversales de doblado de raz deben cumplir los requisitos de la Figura A6 para placas y A7 para tubera. 7.4 Doblado de cara longitudinal. El eje longitudinal de la probeta es paralelo a la soldadura y la probeta se dobla de manera que la cara de la soldadura llegue a ser la superficie de traccin de la probeta. Las probetas longitudinales de doblado de cara deben cumplir los requisitos de la Figura A8. 7.5 Doblado de raz longitudinal. El eje longitudinal de la probeta es paralelo a la soldadura y la probeta se dobla de manera que la raz de la soldadura llegue a ser la superficie de traccin de la probeta. Las probetas longitudinales de ensayo de doblado de raz deben cumplir los requisitos de la Figura A8. 7.6 Doblado de raz de soldadura de filete. La muestra de ensayo de doblado de soldadura de filete se debe soldar y preparar como se ilustra en la Figura A9. La raz de la soldadura debe ser la superficie de traccin de la probeta (vase la Parte B). En algunos cdigos y especificaciones el ensayo de doblado de raz de soldadura de filete es un ensayo alternativo para el ensayo de ruptura de soldadura de filete (vase la Parte B). 7.7 Probetas con revestimiento de soldadura. Las probetas de doblado de cara y las de doblado lateral deben cumplir los requisitos de la Figura A10. La longitud de las probetas debe ser perpendicular a la direccin de la soldadura de las probetas transversales de doblado; la direccin de la soldadura de las probetas longitudinales de doblado debe ser paralela a la longitud de la probeta. 8. PROCEDIMIENTO A menos que se establezca de otra manera, la probeta se debe ensayar a temperatura ambiente, y la deformacin se debe presentar en un perodo de tiempo no inferior a 15 s y no superior a 2 min. Si la soldadura y la HAZ no se encuentran en la porcin curvada de la probeta, sta se debe descartar y se debe tomar y ensayar otra probeta. 8.1 ENSAYO DE DOBLADO CON GUAS (Figuras A1 y A2). 8.1.1 Probetas transversales 1) Se coloca la probeta boca abajo sobre la superficie de soporte del dispositivo de

doblado que se presenta en las Figuras A1 y A2. La lnea central de la soldadura debe estar en el punto medio a 1/16 pulgada (1,5 mm).


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2) Se puede usar cualquier medio para desplazar suavemente el mbolo en relacin con los miembros de soporte del dispositivo de doblado.

3) Para dispositivos de ensayo con una abertura en la base (vase la Figura A1), se

aplica la carga al mbolo hasta que la probeta sea liberada en la base. 4) Para dispositivos de doblado con un radio en la base (Figura A2), el mbolo debe

forzar la probeta en el dado hasta que sta tome forma de U. La soldadura y la zona afectada trmicamente se deben centrar y deben estar completamente dentro de la porcin doblada de la probeta despus del ensayo.

8.1.2 Probetas longitudinales 1) Se centra el lado de traccin de la probeta en las superficies de soporte del

dispositivo de doblado. 2) Se procede igual que para las probetas transversales del numeral 8.1.1 en los

pasos (2),(3) y (4). 8.2 PLANTILLA PARA EL ENSAYO DE DOBLADO CON RODILLO (Vase la Figura A3) Se sujeta con una mordaza un extremo de la probeta para evitar que se deslice durante el doblado. La soldadura y las zonas afectadas trmicamente deben estar completamente dentro de la porcin doblada de la probeta despus del ensayo. Las probetas se deben retirar del dispositivo de ensayo una vez que el rodillo externo se haya desplazado 180 desde el punto inicial. 8.3 INSPECCIN DE LA PROBETA Se retira la probeta del dispositivo y se examina visualmente la superficie de traccin de la probeta (metal de soldadura y zonas afectadas trmicamente) para determinar la presencia de desgarraduras o aberturas. Se debe registrar el tipo de defectos, cantidad, tamao y ubicacin. Cuando la fractura de las probetas de soldadura ocurre antes de completar un doblado de 180, se debe registrar el ngulo en el cual se present fractura, siempre y cuando sea posible. 9. INFORME Adems de los requisitos del documento aplicable, el informe debe incluir lo siguiente: 1) Identificacin de los materiales. a) Especificacin del metal base. b) Especificacin del metal de aporte. c) Espesor y ancho de la probeta. 2) Tipo de unin soldada o soldadura de revestimiento


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3) Especificaciones del procedimiento de soldeo y nmeros de registro de calificacin

(si es aplicable) y cualquier informacin complementaria suministrada, tales como los nmeros de colada o lote.

4) Ensayos especficos realizados. 5) Radio de doblado. 6) Temperatura de ensayo. 7) Nmero de ensayos por condicin o lote. 8) Se debe incluir la siguiente informacin adicional: nmero, tipo, tamao y

ubicacin de los defectos, si los hay. 9) ngulo de doblado, si la probeta se ha fracturado antes de alcanzar un doblado de

180. 10) Cualquier carcaterstica inusual observada de las probetas o procedimientos. 10. COMENTARIO Cuando se ensayan probetas de doblado de soldadura con resistencias a la fluencia y a la traccin significativamente diferentes usando el dispositivo de ensayo presentado en las Figuras A1 o A2, el doblado no se debe distribuir uniformemente a travs de la soldadura, HAZ y el metal base. Por ejemplo, si el metal de soldadura depositado tiene una resistencia a la fluencia menor que la del metal base, la fluencia debe comenzar primero en la soldadura, lo que da como resultado un radio de doblado completo menor que el del mbolo. Un radio de doblado efectivo menor da como resultado un ensayo ms severo del metal de soldadura depositado. De otra parte, cuando el metal de soldadura depositado es ms resistente que el metal base, el doblado debe comenzar en el HAZ y el metal base adyacente, lo que da como resultado un doblado con un radio pequeo en esos puntos y poco doblado, si lo hay, en el metal de soldadura. El resultado obvio de esta situacin es un ensayo ms riguroso de la zona de fusin de la soldadura. En consecuencia, se recomienda usar el dispositivo de rodillo de la Figura A.3, o usar probetas de doblado longitudinales en lugar de probetas transversales de doblado con gua. El ensayo de soldaduras en metales diferente (tales como placas de alta resistencia para aceros de grado estructural comn) puede producir efectos similares y producir resultados de ensayos no vlidos por la tendencia de las probetas a desviarse (deslizarse lateralmente) durante la carga cuando se usan los dispositivos presentados en las Figuras A1. y A2. A2. ENSAYOS DE TRACCIN 1. OBJETO 1.1 En la presente seccin se presentan los ensayos de tensin a realizar en las uniones soldadas.


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1.2 En esta norma no se especifican las propiedades requeridas ni los criterios de aceptacin. 1.3 Cuando la presente norma se usa como una parte de una especificacin para una estructura o ensamble soldados, o para calificacin, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) El(los) tipo(s) especfico(s) y el nmero de probetas requeridas. 2) Especificacin e identificacin del metal base. 3) Especificacin e identificacin del material de aporte. 4) Los valores esperados de las propiedades, y si son mximos o mnimos. 5) Ubicacin y orientacin de las probetas. 6) Formato para reporte, cuando se requiere. 7) Tratamientos trmicos posterior a la soldadura o procesamiento mecnico. 1.4 La presente norma se aplica a los siguientes aspectos, cuando as se especifica: 1) Calificacin de materiales y procedimientos de soldeo cuando se exigen

propiedades mecnicas especficas. 2) En donde se exigen propiedades mecnicas especificadas, informacin, base de

aceptacin y control de calidad en la produccin. 3) Investigacin y desarrollo. 2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de los siguientes documentos: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurgia. Soldadura. Terminologa y definiciones. NTC 3341: 1997, Ingeniera Civil y arquitectura. Verificacin de la fuerza en mquinas de ensayo. NTC 3353: 1997, Siderugia. Definiciones y mtodos para los ensayos mecnicos de productos de acero. ANSI B46.1 Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and lay). ANSI B46.1 Surface Texture (Surface Rpughness. Waviness and Lay). ASTM E8 Standard Methods of Tension Testing of Metallic Materials.


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3. RESUMEN DEL MTODO El ensayo de traccin de uniones soldadas se lleva a cabo por medio de una mquina de ensayo y dispositivos calibrados, de acuerdo con los procedimientos descritos en la seccin 8 de la parte A2. 4. IMPORTANCIA 4.1 Los ensayos de traccin brindan informacin sobre la capacidad de soportar carga, eficiencia de las uniones, propiedades de endurecimiento por deformacin y ductilidad de las uniones soldadas. Los datos obtenidos de los ensayos de traccin pueden incluir: 1) Resistencia ltima a la traccin. 2) Resistencia a la fluencia. 3) Porcentaje de elongacin. 4) Reduccin porcentual del rea. 5) Diagrama esfuerzo-deformacin. 6) Ubicacin y tipo de fractura. 4.2 Los ensayos de traccin proporcionan datos cuantitativos que se pueden comparar, analizar y utilizar en el diseo y anlisis de estructuras soldadas. Las superficies de fractura tambin pueden brindar informacin sobre la presencia y efectos de las discontinuidades, por ejemplo: fusin incompleta, penetracin incompleta en la unin, porosidad, inclusiones y agrietamiento. 5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los smbolos y trminos de soldadura usados en esta seccin estn de acuerdo con la NTC 1958 y NTC 2229. 125

= 125 micropulgadas

A menos que se establezca algo diferente, se utilizan las siguientes designaciones: A = longitud de la seccin reducida B = longitud de la seccin del extremo C = dimensin de la seccin de sujecin


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D = dimetro E = longitud del hombro y el filete F = dimetro del hombro G = longitud de referencia DI = dimetro interior DE = dimetro exterior L = longitud total P = carga R = radio del filete T = espesor de la probeta t = espesor de la estructura soldada W = ancho del espcimen 6. DISPOSITIVO El ensayo se debe llevar a cabo en una mquina de ensayo de traccin de acuerdo con los requisitos de la norma ASTM E8. La mquina se debe calibrar de acuerdo con lo establecido en la NTC 3341. 7. PROBETAS 7.1 Se debe especificar el tipo de probeta de acuerdo con el cdigo aplicable, especificacin o documento de fabricacin. Se recomienda que las probetas de ensayo que proporcionan el rea transversal ms grande se ensayen dentro de las capacidades del equipo de ensayo disponible. 7.2 Las probetas tal como se soldaron con frecuencia presentan deformaciones o uniones disparejas. No se permite la eliminacin de estas deformaciones o uniones disparejas por medios mecnicos o trmicos. A menos que se establezca algo diferente, las probetas se deben ensayar como se recibieron. 7.3 Probetas redondas para el ensayo de traccin. Entre las probetas presentadas en la figura A11, se debe ensayar la probeta con el dimetro mayor que se puede maquinar del material.


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1) Probeta metlica redonda soldada en toda su seccin. Esta probeta se usa para la evaluacin de la resistencia ltima a la traccin del metal de soldadura depositado, resistencia a la fluencia, elongacin y reduccin en el rea. Cuando la dilucin del metal de base se debe minimizar para que el espcimen sea representativo del metal de soldadura, las caras con ranuras se pueden unir con relleno de los mismos materiales de aporte que se van a usar en la unin soldada, o alternativamente, la abertura de la raz se puede aumentar 1/4 pulgada (6,5 mm). La seccin reducida de las probetas de ensayo entre las marcas de referencia se debe localizar de manera que no haya relleno. Se recomienda que la superficie de la seccin reducida de la probeta sea como mnimo de 1/8 pulgada (3 mm) desde la lnea de fusin a lo largo de las caras biseladas (vase la Figura A11).

2) Probetas redondas de soldadura transversal. Se usan con los ensayos de traccin

del metal base o los de traccin de metal de soldado en toda su seccin, para evaluar la eficiencia de las uniones. Debido a la heterogeneidad de los materiales, estructuras o ambos, en probetas tomadas transversalmente a la lnea central de la soldadura, normalmente slo se determina la resistencia ltima a la traccin.

7.4 Probeta rectangular, transversal o longitudinal para el ensayo de traccin. Las probetas para uniones soldadas a tope diferentes de las de tubera, deben ser probetas con soldadura transversal o longitudinal que cumplan con lo establecido en las Figuras A12 o A13. Cuando el espesor, t, de la soldadura se encuentra ms all de la capacidad del equipo de ensayo, la soldadura se debe dividir a travs de su espesor en las probetas necesarias para cubrir todo el espesor de la soldadura y mantener el tamao de la probeta dentro de la capacidad del equipo de ensayo. A menos que se especifique algo diferente, los resultados de las probetas de los espesores parciales se deben promediar para determinar las propiedades del espesor completo de la unin. Debido a las diferencias estructurales y del material, o ambas, en las probetas tomadas transversalmente a la lnea central de la soldadura slo se determina normalmente la resistencia ltima a la traccin. 7.5 Probeta tubular para el ensayo de traccin. Para determinar las propiedades de traccin de productos tubulares soldados se usan dos tipos de probetas. Para tubos de tamao superior a 2 pulgadas (51,0 mm) se puede usar una probeta de seccin rectangular reducida. Se debe usar una probeta de seccin completa cuando se ensayan uniones soldadas en tubera de 2 pulgadas (51,0 mm) o menos de dimetro nominal y se puede usar para tamaos mayores dependiendo de las limitaciones del equipo de ensayo. 1) Mayor de 2 pulgadas (51,0 mm) de dimetro. La probeta de seccin rectangular

reducida debe estar de acuerdo con la Figura A14. Las probetas no se deben usar para espesores de pared de menos de 3/8 pulgada (9,5 mm).

2) Menor o igual a 2 pulgadas de dimetro. La seccin completa del espcimen debe

cumplir con lo establecido en la Figura A15. 7.6 Preparacin. Se deben evitar los cortes maquinados demasiado profundos que causan la invalidacin de los datos o que dejan desgarraduras en la superficie de las dimensiones terminadas. A menos que se especifique algo diferente, el acabado de revestimiento sobre las superficies que requieren maquinado se debe especificar en los planos de la probeta. No se deben eliminar las imperfecciones presentes en la longitud de referencia que son propios de la soldadura.


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8. PROCEDIMIENTO 8.1 El procedimiento de ensayo para las probetas de soldadura debe ser como se especifica en la norma ASTM E8, excepto que se establezca algo diferente, y la tasa de deformacin debe estar entre 0,05 pulgada por min y 0,5 pulgadas por min. 8.2 Probetas de traccin redondas (vase la Figura A11). Las propiedades mecnicas, es decir, la resistencia ltima a la traccin, la resistencia a la fluencia, la elongacin y la reduccin del rea, se determinan para todas las probetas de traccin con metal soldado en toda la seccin. A menos que se especifique algo diferente, para las probetas redondas de traccin con soldadura transversal slo se determina la resistencia ltima a la traccin.

Resistencia a la traccionCarga maxim a

Area transversal orig inalu ltim a = =

Pmax

(D 2

4)

p

(Se debe usar el dimetro mnimo)

R e s iste n c ia a la flu e n c iaC a r g a a la d e fo rm a c io n e s p e c ific a d a

A r e a t r a n s v e r s a l o r i g i na l

P(a la d e fo rm a c io n e s p e c ific a d a )

(D 2

4)

= =p

Elongacion,% (Longitud final Longitud inicial

Longitud original) * 100=

-

R e , % *d u c c ion d e a reaa r e a o rig i n a l a r e a fin a l

a r e a o rig i n a l

-

1 0 0

8.3 Ensayos de traccin en secciones rectangulares (vanse las figuras A12, A13, A14) resistencia ltima a la traccin. El clculo de la resistencia ltima a la traccin para el ensayo de tensin rectangular es el siguiente:

R . U . TC a r g a m a x im a

A r e a d e la s e c c io n t r a n s v e r s a l

Pm a x

W * T= =

8.4 Ensayos de traccin en secciones tubulares. El clculo de la resistencia ltima a la traccin para seccin reducida (Figura A14) es la misma que para el numeral 8.3. El clculo de la resistencia ltima a la traccin para la seccin completa (vase la Figura A15) es el siguiente:


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R . U . TCarga max ima

Area original

Pmax

0,7854 (D2

e D2

i )= =

-

9. INFORME Adems de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente: 1) Especificacin del metal base. 2) Especificacin del metal de aporte. 3) Procedimiento de soldeo (proceso y parmetros). 4) Tipo de probeta. 5) Geometra de la unin. 6) Ubicacin de la fractura y tipo de falla (dctil o fragil) 7) Resistencia a la traccin calculada. (Para probetas de metal soldadas en todas su seccin nicamente la resistencia a

la traccin, porcentaje de elongacin y porcentaje de reduccin del rea). 8) Cualquier caracterstica inusual observada de las probetas o el procedimiento.


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A.3 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FRACTURA DE LAS SOLDADURAS 1. OBJETO 1.1 La presente seccin presenta el ensayo de resistencia a la fractura de las soldaduras. Los mtodos incluyen impacto Charpy con entalla en V (Cv), desgarramiento dinmico (DD), resistencia a la fractura por deformacin plana (Kq), temperatura de ductilidad nula con cada de un peso (DWNDT). 1.2 Cuando se requiere un ensayo de resistencia a la fractura, la preparacin de la soldadura, la probeta y los mtodos de ensayo deben cumplir con esta norma. 1.3 Cuando esta norma se aplica a metal de soldadura, el ancho de ste debe ser igual al espesor de la probeta de ensayo. 1.4 La presente norma es aplicable a los siguientes aspectos, cuando as se especifica: 1) Para calificacin de materiales, los procedimientos de soldadura y personal que

ejecuta soldaduras, cuando se exige un nivel especificado de resistencia a la fractura.

2) Para informacin, especificacin de aceptacin y control de calidad en la

produccin en donde se exige un criterio mnimo para resistencia a la fractura. La discusin detallada de la seleccin del mtodo de ensayo y el valor mnimo especificado en un caso especfico se encuentran ms all del alcance de esta norma.

2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima versin de los siguientes documentos: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurgia. Soldadura. Terminologa y definiciones. NTC 3353: 1997, Siderurgia. Definiciones y mtodos para los ensayos mecnicos de productos de acero. ASTM E208 Standard Method for Conducting Drop-Weight Test to Determine Nil-Ductility Transition Temperature of Ferritic Steels. ASTM E399 Test Method for Plain-Strain Fracture Toughness of Metallic Materials. ASTM E561 Standard Practice for R-Curve Determination. ASTM E604 Standard Method for Dynamic Tear Testing of Metallic Materials. ASTM E616 Standard Terminology Relating to Fracture Testing.


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ASTM B645 Standard Practice for Plane-Strain Fracture Toughness Testing of Alluminum Alloys. ASTM B646 Standard Practice for Fracture Toughness Testing of Alluminum Alloys. ASTM E740 Standard Practice for Fracture Testing with Surface-Crack Tension Specimens. ASTM E813 Standard Test Method for Jic, A Measure of Fracture Toughness. ASTM E992 Standard Practice for Determination of a Fracture Toughness of Steels Using Equivalent Energy Methodology. ASTM E1152 Standard Test Method for Determining J-R Curves. ASTM E1221 Standard Test Method for Determining Plain-Strain Crack Arrest Fracture Toughness, Kla, of Ferritic Steels. 3. RESUMEN DEL MTODO 3.1 Las probetas se deben retirar de una estructura soldada de manera que los resultados del ensayo sean representativos de la resistencia a la fractura de la unin soldada en aplicaciones especficas. 3.2 El mtodo seleccionado para el ensayo de resistencia a la fractura debe ser el exigido en la especificacin del material, el documento de fabricacin, o como se especifique de otra manera. 4. SIGNIFICADO 4.1 El ensayo de resistencia a la fractura proporciona una medida de la resistencia al inicio del agrietamiento, su propagacin o ambos. 4.2 El proceso de soldeo y el procedimiento de soldadura tienen un efecto significativo sobre las propiedades mecnicas de una unin soldada. Si la resistencia a la fractura de una muestra de unin soldada debe ser representativa de su desempeo estructural, se deben usar el mismo proceso de soldeo y procedimiento de soldadura para la muestra y la estructura. 5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los smbolos y trminos de soldadura usados en esta seccin estn de acuerdo con la ltima edicin de la NTC 1958 y NTC 2229. 6. DISPOSITIVO El dispositivo para realizar los ensayos de resistencia a la fractura debe estar de acuerdo con las siguientes normas ANSI/ASTM:


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1) Charpy V-notch, E23. 2) Dynamic Tear, E604 3) Plane-Strain Fracture Toughness (Compact Tension), E399. 4) Drop-Weight Nil-Ductility Transition Temperatura, E208. 7. PROBETAS 7.1 Se debe proporcionar suficiente informacin para ubicar apropiadamente las probetas y la unin soldada. Para probetas tomadas de soldaduras de ranura con doble bisel, la identificacin debe incluir una referencia con respecto al lado de la soldadura. 7.2 A menos que se especifique algo diferente, la relacin del ancho del metal de soldadura con el espesor de la probeta debe ser como se ilustra en la Figura A.16. 7.3 Las probetas no deben contener metal que haya sido afectado trmicamente como resultado del corte o preparacin. 7.4 A menos que se especifique algo diferente, las probetas no deben contener interrupciones en la soldadura o varios puntos de inicio de la misma. 7.5 A menos que se especifique algo diferente, las dimensiones nominales, orientacin y ubicacin de la muesca en las probetas deben ser como se ilustra en la Figura A17 a A22 respectivamente. En los documentos mencionados se presentan los planos de trabajo. 7.6 Cuando se requiere una evaluacin del metal base o zona afectada trmicamente, o ambos, se debe especificar la ubicacin de la muesca. 8. PROCEDIMIENTO La preparacin de la probeta y el procedimiento de ensayo para medicin de la resistencia a la fractura de una estructura soldada deben estar de acuerdo con las siguientes normas ANSI/ASTM: 1) Charpy V-Notch, F23 2) Dynamic Tear, E604 3) Compact Tension, E399 4) Drop-Weight Nil Ductility Transition Temperature, E 208. 9. INFORME Adems de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente:


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1) Especificacin del metal base. 2) Especificacin del metal de aporte. 3) Procedimiento de soldadura (proceso y parmetros). 4) Geometra de la unin. 5) Tipo de probeta. 6) Ubicacin y orientacin de la probeta 7) Tipo de equipo de ensayo 8) Aspecto de la fractura y localizacin. 9) Temperatura de ensayo. 10) Energa absorbida. 11) Cualquier caracterstica inusual observada de las probetas o el procedimiento.


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mm pulgadas 1,5

19,0 51,0

1/16 3/4 2,0

Notas: 1) Se deben usar hombros endurecidos y engrasados o rodillos endurecidos que giren libremente. 2) El hombro o los rodillos deben tener una longitud mnima de rodamiento de 2 pulgadas (51,0 mm) para la

ubicacin de la probeta. 3) Los hombros o rodillos deben ser lo suficientemente altos sobre la base del dispositivo de ensayo, de manera

que la probeta no realice contacto con los hombros o rodillos cuando el mbolo est en la posicin ms baja. 4) El mbolo se debe fijar a una base apropiada y se debe prever su conexin a la mquina de ensayo. Debe

estar diseado para minimizar deflexin o desalineamiento. 5) El hombro o los soportes del rodillo se deben poder ajustar en direccin horizontal de manera que se puedan

ensayar en la misma mquina de ensayo probetas de diferentes espesores. 6) Los soportes de hombros o rodillos se deben fijar a una base adecuada diseada para mantener los hombros

o rodillos centrados y alineados con respecto al mbolo y para minimizar la deflexin y la desalineacin. 7) El radio mximo del mbolo, A, debe ser como se especifica o como se determina a partir de la frmula o

nomograma de la Figura A4.

Figura A1. Dispositivo para ensayo tpico de doblado con guas que permitan la estraccin de la probeta de la base.


18

mm pulgadas

1,5 3,0 6,5

12,5 19,0 28,5 51,0 76,0 98,5 171,5 190,5 228,5

1/16 1/8 1/4 1/2 3/4

1-1/8 2 3

3-7/8 6-3/4 7-1/2

9

Dimensiones de la plantilla para elongacin de soldadura del 20 % Espesor del espcimen, T Radio del mbolo, A Radio del dado, B

mm pulgadas mm pulgada mm pulgada

9,5

T

3/8 (19,0)

2T

3/4 (30,0)

(A + T + 1,5)

1-3/16

A+T+1/16 Notas: 1) Agujero roscado del tamao apropiado u otro medio adecuado para sujetar el mbolo a la mquina de

ensayo. 2) Se deben usar en el dado hombros endurecidos o engrasados o rodillos endurecidos libres para girar. 3) El mbolo y su base se deben disear para minimizar la desalineacin y deflexin. 4) El mbolo debe forzar el espcimen en el dado hasta que ste tome forma de U. Las zonas de soldadura y

afectadas trmicamente deben estar centradas y completamente dentro de la porcin doblada del espcimen despus del ensayo.

5) El radio mximo del mbolo, A, debe ser como se especifica o como se determina a partir de la frmula o

nomograma de la Figura A4. El radio del dado, B, debe ser igual a A + T + 1/16 pulgada (1,5 mm). 6) El tamao de soldadura indicado es una recomendacin. El tamao real es responsabilidad del usuario para

asegurar rigidez y un diseo adecuado.

Figura A2. Dispositivo tpico para ensayo de doblado con gua en la base


19

mm pulgadas 1,5 19,0 51,0

1/16 3/4

2 Notas: 1) El radio A debe ser como se especifica o como se determina a partir del nomograma de la Figura A4. Las

dimensiones no presentadas son a opcin del diseador, excepto que el ancho mnimo de los componentes debe ser 2 pulgadas (51,0 mm).

2) Es esencial que el dispositivo de ensayo tenga la rigidez adecuada para que no se doble durante el ensayo.

La probeta debe estar sujeta firmemente en un extremo, de manera que no se deslice durante el doblado. 3) Las probetas de ensayo se deben retirar de la mquina de ensayo cuando el rodillo transversal ha atravesado

180 desde el punto inicial.

A3. Dispositivo alternativo para ensayo de doblado guiado con rodillos


20

mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas 1/16 1/8

3/16 1/4

1,6 3,2 4,8 6,4

5/16 3/8

7/16 1/2

7,9 9,5

11,1 12,7

9/16 5/8

11/16 3/4

14,3 15,9 17,5 19,1

13/16 7/8

15/16 1

20,6 22,2 23,8 25,4

2 3 4 5

50,8 76,2

102 127

et

R t=

+21 0 0*

Donde: e = porcentaje de elongacin t = espesor inicial de la placa, mm (pulgadas) R = radio de curvatura en la superficie interior de doblado Notas: 1) En general se recomienda que el espesor de la probeta para los ensayos de doblado sea de 3/8 pulgada

(9,5 mm). Sin embargo, el espesor de la probeta puede tener cualquier valor entre el intervalo arriba presentado, determinado por el espesor del material, el equipo disponible o la especificacin aplicable.

2) La precisin requerida de la medicin es: 1) Espesor de la probeta 0,5 mm (1/64 pulgada) 2) Elongacin 1 % 3) Radio de doblado 1/16 pulgada (1,5 mm) 3) Por ejemplo: si una norma exige una elongacin mnima del 20% y si la probeta tiene 7/16 pulgada (11,0 mm)

de espesor, se traza una lnea entre estos dos puntos y se extiende para determinar el radio de doblado apropiado, que sera de 7/8 pulgada (22,0 mm).

Figura A4. Seleccin del radio mximo de doblado


21

mm pulgadas 3,0

9,5 19,0 38,0

152,5

1/8 3/8 3/4

1 1/2 6,0

Notas: 1) Si el espesor, t, de una unin soldada con una sola muesca excede 1 1/2 pulgadas, la probeta se puede cortar

en flejes aproximadamente iguales entre 3/4 pulgada (19,9 mm) y 1 1/2 pulgada (38,0 mm). Cada fleje se debe ensayar doblndolo al mismo radio especificado o como se determina por el nomograma de la Figura A4.

2) Si el espesor de la placa, t, o una unin soldada con ranura doble excede 1-1/2 pulgadas (38,0 mm), la

probeta se puede cortar en mltiples flejes como se ilustra, de manera que la raz de la muestra quede centrada en una de los flejes. Estos flejes se deben doblar al mismo radio como se especifica o determina en el nomograma de la Figura A4.

3) El refuerzo y respaldo de la soldadura, si los hay, se deben retirar mecnicamente a nivel con la superficie de

la probeta. Para la calificacin del desempeo, si hay suficiente material disponible, se debe remover una muesca de gua aceptable, mientras se mantengan las dimensiones de la probeta.

4) El dimetro del mbolo de ensayo debe ser igual o superior al ancho de la cara de soldadura restante. Si este

requisito no se puede cumplir, se debe escoger un espesor mayor, T, de acuerdo con el nomograma de la Figura A4.

5) Las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 mm) RMS. Se

recomienda que la capa de rugosidad superficial est orientada paralela al eje longitudinal de la probeta.

Figura A5. Probetas transversales de doblado lateral (placa)


22

t T t

3/8 pulg 3/8 pulg > 3/8 pulg


152,5

1/8 3/8 1-1/2 6

Notas: 1) Los bordes de la probeta se pueden cortar trmicamente, pero en este caso, al menos 1/8 pulgada (3,0 mm)

del material se debe retirar mecnicamente de la superficie cortada trmicamente. 2) Para metales revestidos con un requisito de elongacin de al menos el 25%, el espesor de la probeta T se

puede reducir cuando se usa un dispositivo de doblado con radio de doblado fijo. El espesor de la probeta se puede determinar por el nomograma de la Figura A4.

3) Si la soldadura se une al metal de base con diferentes espesores, la probeta se debe reducir a un espesor

constante, con base en el metal de base ms delgado. 4) El refuerzo y el respaldo de la soldadura, si los hay, se deben nivelar mecnicamente con la superficie de la

probeta. Para la calificacin del desempeo, si hay suficiente material disponible, se debe remover una muesca de gua aceptable mientras se mantengan las dimensiones de la probeta.

5) El dimetro del mbolo de ensayo debe ser igual o superior al ancho de la cara de soldadura restante. Si este

requisito no se puede cumplir, se debe escoger un espesor mayor, T, de acuerdo con el nomograma de la Figura A4.

6) Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 mm) RMS.

Se recomienda que la capa de rugosidad superficial est orientada paralela al eje longitudinal de la probeta.

Figura A6. Probetas transversales de doblado de cara y de raz (placa)


23

t T mm pulgadas 3/8 de pulgada > 3/8 de pulgada

t 3/8 de pulgada

3,0 9,5 152,5

1/8 3/8

6 Notas: 1) Los bordes de la probeta se pueden cortar trmicamente, pero en este caso, al menos 1/8 pulgada (3,0 mm)

del material se debe retirar mecnicamente de la superficie cortada trmicamente. 2) Si la soldadura se une al metal de base con diferentes espesores, la probeta se debe reducir a un espesor

constante con base en el metal de base ms delgado. 3) El ancho de la probeta debe ser 4 T, excepto que no debe exceder DI/3, en donde DI es el dimetro interno

de la tubera. 4) El refuerzo y el respaldo de la soldadura, si los hay, se deben nivelar mecnicamente con la superficie de la

probeta. Si la parte de atrs de la unin est rebajada, la superficie de la probeta se puede eliminar hasta una profundidad que no exceda el rebajo. Para la calificacin del desempeo, si hay suficiente material disponible, se debe remover una muesca de gua aceptable mientras se mantengan las dimensiones de la probeta.

5) El dimetro del mbolo de ensayo debe ser igual o superior al ancho de la soldadura. Si este requisito no se

puede cumplir, se debe escoger un espesor mayor, T, de acuerdo con el nomograma de la Figura A4. 6) Las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 mm) RMS. Se

recomienda que la capa de rugosidad superficial est orientada paralela al eje longitudinal de la probeta.

Figura A7. Probetas transversales para doblado de cara y raz (tubera)


24

mm pulgadas t T 3,0 9,5 16,0

152,5

1/8 3/8 5/8 6

3/8 de pulgada > 3/8 de pulgada

t 3/8 de pulgada

Notas: 1) Los bordes de la probeta se pueden cortar trmicamente, pero en este caso, al menos 1/8 pulgada (3,0 mm)

del material se debe retirar mecnicamente de la superficie cortada trmicamente. 2) Si la soldadura se une a metales de base con diferentes espesores, la probeta se debe reducir a un espesor

constante teniendo en cuenta el metal de base ms delgado. 3) El refuerzo y el respaldo de la soldadura, si los hay, se deben nivelar mecnicamente con la superficie de la

probeta. Para la calificacin del desempeo, si hay suficiente material disponible, se debe remover una muesca de gua aceptable, mientras se mantengan las dimensiones de la probeta.

4) Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 mm) RMS.


Figura A8. Probetas longitudinales para doblado de cara y de raz (placa)


25

mm pulgadas 3,0 9,5

19,0 25,5 38,0 51,0 76,0

1/8 3/8 3/4

1 1-1/2

2 3

Notas: 1) El respaldo debe tener 3/8 pulgada x 2 pulgadas (9,5 mm x 51,0 mm) como mnimo, a menos que la soldadura

de ensayo tenga que ser inspeccionada radiogrficamente, en cuyo caso la barra de respaldo debe tener 3/8 pulgada x 3 pulgadas (9,5 mm x 786,0 mm) como mnimo. La barra de respaldo debe estar en contacto estrecho con la placa de base.

2) La longitud de la placa de ensayo, L, debe ser suficiente para el nmero requerido de probetas. Las probetas

se deben retirar mecnicamente de la placa de ensayo. 3) El refuerzo de la soldadura y la barra de refuerzo se deben nivelar mecnicamente con la placa de base. 4) Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 mm) RMS.


Figura A9. Probeta para ensayo de doblado de raz de soldadura de filete


26


1/8 3/8

6 Notas: 1) La dimensin t es el espesor del material aplicable a la superficie de la soldadura de revestimiento. La

dimensin T es el espesor de la probeta y debe ser de 3/8 pulgada (9,5 mm), a menos que se especifique algo diferente.

2) Para el ensayo de doblado longitudinal, el eje ms largo de la probeta debe ser paralelo a la direccin de la

soldadura. Para el ensayo transversal de doblado, el eje ms largo debe ser perpendicular a la longitud de la direccin de la soldadura de la probeta.

3) La cantidad de soldadura de revestimiento retirada de la superficie de la probeta para doblado de cara debe

ser la mnima necesaria para obtener una superficie homognea. El espesor mnimo de la soldadura de revestimiento despus del terminado debe ser 1/8 pulgada (3,0 mm).

4) Todas las superficies longitudinales deben tener una rugosidad mxima de 125 micropulgadas (3 m) RMS. Se

recomienda que la capa de la rugosidad superficial est orientada con el eje longitudinal del espcimen.

Figura A10. Probetas para doblado de lado y doblado de cara de soldadura de revestimiento

Dimensiones


27

Probeta normalizada

Probetas reducidas proporcionales al tamao estndar

pulga-das

mm* pulga-das

mm* pulga-das

mm* pulga-das

mm* pulgadas

mm*

Dimetro nominal

0,500 12,5 0,350 8,90 0,250 6,35 0,160 4,05 0,113 2,85

G, longitud de referencia

2,000 0,005

51,0 0,125

1,400 0,005

35,5 0,125

1,000 0,005

25,5 0,125

0,640 0,005

16,0 0,125

0,450 0,005

11,5 0,125

D dimetro (Nota 1)

0,500 0,010

12,5 0,255

0,350 0,007

8,90 0,180

0,250 0,005

6,35 0,125

0,160 0,003

4,05 0,075

0,113 0,002

2,85 0,05

R radio del metal de aporte, mnimo

3/8

9,5

1/4

6,5

3/16

5,0

5/32

4,0

3/32

2,5

A, longitud de la seccin reducida (nota 2)

2-1/4

57,0

1-3/4

44,5

1-1/4

32,0

3/4

19,0

5/8

16,0

Probetas de ensayo de tensin redondas normalizadas de 0,500 pulgadas con longitud de referencia de 2 pulgadas, ejemplos de probetas de tamao reducido con longitud de referencia de 2 pulgadas y ejemplos de probetas de tamao reducido proporcionales a la probeta normalizada. * redondeado con aproximacin a 0,5 mm 0,05 mm Notas: 1) La seccin reducida puede tener un ahusamiento gradual desde los extremos hacia el centro (dimensin de

control); los extremos deben ser mximo 1% de dimetro ms grandes que el centro (dimensin de control). 2) Si se desea, la longitud de la seccin reducida se puede aumentar para colocar un extensmetro de cualquier

longitud de referencia conveniente. No obstante, las marcas de referencia para la medicin de la elongacin deben estar separadas a la longitud de referencia indicada.

3) La longitud de referencia y los filetes deben ser como se ilustran, pero los extremos pueden tener cualquier

forma que se ajuste a los soportes de la mquina de ensayo, de manera que la carga sea axial. Si los extremos se van a sostener en mordazas de cua, se recomienda dejar la longitud de la seccin de agarre lo suficientemente larga para extender la probeta en las mordazas una distancia igual a 2/3 ms de la longitud de las mordazas.

4) En las probetas redondas, las longitudes de referencia son iguales a 4 veces el dimetro nominal. En algunas

normas de producto pueden haber otras probetas, pero a menos que se mantenga la proporcin de 4 a 1 dentro de las tolerancias dimensionales, es posible que los valores de elongacin no sean comparables con los de la probeta normalizada. Obsrvese que la mayora de cdigos basados en el sistema mtrico usan una relacin de longitud de referencia a dimetro, de 5 a 1.

5) El uso de probetas de menos de 0,25 pulgada de dimetro se debe restringir a casos en los que el tamao del

material que se va a ensayar no es suficiente para obtener probetas ms grandes o cuando todas las partes acuerdan su uso para el ensayo de aceptacin. Las probetas de menor tamao requieren equipo adecuado y una mayor habilidad tanto para maquinado como para ensayo.

6) Para permitir clculos fciles de esfuerzo de las cargas, se pueden emplear cinco tamaos de probetas que

posean los siguientes dimetros: 0,505 pulgada, 0,357 pulgada, 0,252 pulgada, 0,160 pulgada y 0,113 pulgada. Cuando los dimetros reales estn de acuerdo con estos valores, los esfuerzos o resistencias se pueden calcular usando los factores de multiplicacin: 5, 10, 20, 50 y 100.

7) Para probetas de soldadura transversales, la soldadura se debe centrar aproximadamente entre las marcas

de referencia.


28

Contina...

Figura A11. Probetas de ensayo redondas


29

Probeta 1 Probeta 2

Probeta 3

Probeta 4

Probeta 5

pulgada mm pulgada mm pulgada mm pulgada mm pulgada mm G - Longitud de referencia 2,000 0,005 51,0 0,125 2,000 0,005 51,0 0,125 2,000 0,005 51,0 0,125 2,000 0,005 51,0 0,125 2,000 0,005 51,0 0,125 D dimetro (nota 1) 0,500 0,010 12,5 0,255 0,500 0,010 12,5 0,255 0,500 0,010 12,5 0,255 0,500 0,010 12,5 0,255 0,500 0,010 12,5 0,255 R radio del filete, min. 3/8 9,5 3/8 9,5 1/16 1,5 3/8 9,5 3/8 9,5 A Longitud de la seccin reducida

2-1/4 mn

57,0 mn 2-1/4 mn 57,0 mn 4 aprox 101,5 aprox. 2-1/4 mn 57,0 mn 2-1/4 mn 57,0 mn

L Longitud total aproximada (nota 2)

5

127,0

5-1/2

139,5

5-1/2

139,5

4-3/4

19,0

9-1/2

241,5

B Longitud de la seccin del extremo (nota 2)

1-3/8 aprox

35,0 aprox

1 aprox

25,5 aprox

3/4 aprox

19,0 aprox

1/2 aprox

12,5 aprox

3 mn

76,0 min

C dimetro de la seccin del extremo

3/4

19,0

3/4

19,0

23/32

18,0

7/8

22,0

5/8

16,0

E Longitud del hombro y seccin del filete, aprox.

- -

5/8

16,0

-

-

3/4

19,0

5/8

16,0

F Dimetro del hombro - - 5/8 16,0 - - 5/8 16,0 19/32 15,0

Diversos tipos de extremos para probetas redondas estndar para el ensayo de traccin. Notas: 8) En la probeta 5 se recomienda que la longitud de la seccin de agarre sea la suficiente para extender la probeta en las mordazas una distancia igual a 2/3 ms de la longitud de las

mordazas. 9) El uso de la serie de roscas UNF (3/4 x 16, 1/2 x 20, 3/8 x 24 y 1/8 x 28) se recomienda para materiales quebradizos de alta resistencia, para evitar fractura en la porcin roscada. 10) El acabado superficial dentro de la longitud de referencia no debe tener una rugosidad mayor de 63 micropulgadas (2 m pulgadas) RMS.

Figura A11. (Final)


30

T W mm pulgadas 1 pulgada 1,50 = 0,01 pulgada 0,3 0,01 >1 pulgada 1,00 = 0,01 pulgada 6,5 1/4

25,5 38,0 51,0

254,0

1 1-1/2 2 10

Notas: 1) La lmina metlica delgada que se ensaya tiende a romperse o a desgarrarse cerca del hombro. En estos

casos, la dimensin C no debe ser mayor de 1-1/3 veces W. 2) El refuerzo de la soldadura y el fleje de respaldo, si los hay, se deben nivelar con la superficie de la probeta. 3) Cuando el espesor t del ensamble soldado de ensayo es tal que no proporcionara una probeta dentro de las

limitaciones de capacidad del equipo de ensayo disponible, la probeta se debe partir a lo ancho del espesor, en el nmero de probetas que sean necesarias.

4) La longitud de las secciones reducidas debe ser igual al ancho de la porcin ms amplia de soldadura, ms

1/4 pulgada (6,5 mm) mnimo a cada lado.

Figura A12. Probeta rectangular transversal para el ensayo de traccin (placa)


31

mm pulgadas 1,5

3.0 19,0 15,5 38,0 51,0 57,0 76,0

254,0

1/16 1/8 3/4 1

1-1/2 2

2-1/4 3

10

Dimensiones Probeta 1 Probeta 2 pulgadas mm pulgadas mm W = ancho 1 0,005 25,5 1,5 1,50 0,125 38,0 3,0 B = ancho nominal de la soldadura

0,50 aprox. 12,5 aprox 0,75 aprox 19,0 aprox.

C = ancho de la seccin de agarre

1,5

38

2,0

5,7

Notas: 1) El refuerzo y soporte de la soldadura, si los hay, se deben nivelar con la superficie de la probeta. 2) El ancho B de la soldadura puede variar para aproximarse a 1/2 W mediante la seleccin de un espesor de

espcimen apropiado, T, y de su ubicacin dentro de la soldadura. 3) El ancho W se puede variar dentro de lo razonable para adaptarse a la aproximacin de B = 1/2 W si no es

posible cumplir los requisitos de la Nota 2. 4) Las secciones de agarre de la probeta deben ser simtricas con la lnea central de la seccin reducida, dentro

de 1/8 pulgada (3,0 mm).

Figura A13. Probeta longitudinal y rectangular para el ensayo de traccin (placa)


32

mm pulgadas

0,3 0,4 0,8 1,5 3,0 9,5

12,5 19,0 25,5 27,0 38,0 51,0 57,0

101,5 114,5 203,0 228,5

0,01 1/64 1/32 1/16 1/8 3/8 1/2 3/4 1 1-1/16 1-1/2 2 2-1/4 4 4-1/2 8 9

Especimen No. W C A 1 1/2 1/64 1/16 aprox 2-1/4 min 2 3/4 1/34 1 aprox 2-1/4 min

4-1/2 min

3 1 1/16 1-1/2 aprox 2-1/4 min 4-1/2 min

4 1-1/2 1/8 2 aprox 2-1/4 min 4-1/2 min

9 min

Notas: 1) El refuerzo y el soporte de la soldadura, si los hay, se deben nivelar con la probeta. 2) No se deben usar probetas alternativas para espesores de pared nominales menores de 3/8 pulgada

(9,5 mm). 3) Slo se pueden aplanar las secciones de agarre de la probeta. 4) En el caso de especmenes con espesor de pared completo, el rea de seccin transversal se puede calcular

multiplicando W y t (t = T) 5) T es el espesor de la probeta como se suministr para la especificacin aplicable. 6) La seccin reducida debe ser paralela dentro de 0,010 pulgadas y puede tener un ahusamiento gradual en el

ancho desde los extremos hacia el centro, con los extremos de mximo 0,010 pulgada ms anchos que el centro.

7) La seccin de sujecin de la probeta debe ser simtrica con la lnea central de la seccin reducida, dentro de

1/8 pulgada (10 mm).

Figura A14. Probeta de traccin para tubera de ms de 2 pulgadas nominales


33

Figura A15. Probeta de traccin para tuberas de 2 pulgadas nominales y menores

Figuras A16. Ancho mnimo del metal de soldadura para una probeta de resistencia a la fractura del metal de soldadura


34

mm pulgadas

0,025 0,255

1,00 2,5 8,0 10,0 55,0

0,001 0,010 0,040

0,10 0,315 0,394 2,165

Figuras A17. Probeta para impacto Charpy con entalla en V

mm pulgadas

0,75 1,0 2,5 3,5

12,5 16,0 40,5 90,5 165,0 181,0

0,03 0,04 0,10 01,3 0,50 0,63 1,60 3,57 6,50 7,13

Figura A18. Probeta para ensayo de resistencia al desgarramiento

dinmico, soportes de quijadas fijas y golpeador.


35

Notas: 1) Las dimensiones a, B y W se deben determinar de acuerdo con la norma ASTM E399. 2) Las superficies marcadas con A deben ser perpendiculares y paralelas segn el caso, dentro de una lectura

total del indicador de 0,002 W (TIR). 3) La interseccin de las puntas del apoyo con las dos caras de la probeta debe estar a una distancia igual

desde los bordes superior e inferior de la probeta dentro de 0,005 W. 4) Se pueden usar cuas de soporte integrables o adheribles para la colocacin del punto de apoyo al inicio de la

grieta.

Figura A19. Probeta para resistencia a la fractura por deformacin plana (probeta de traccin compacta)


36

Tipo de probeta mm pulgadas Dimensin P-1 P-2 P-3 1,5 1/16 pulgadas Dimensiones Dimensiones Dimensiones 1,8 0,07

T= espesor 1,0 0,75 0,62 2,0 0,08 L = longitud 14,0 5,0 5,0 12,5 1/2 W = ancho 3,5 2,0 2,0 15,5 0,62 19,0 0,75 25,5 1 51,0 2 63,5 2-1/2 76,0 3 89,0 3,5 127,0 5,0 355,5 14,0

Figura A20. Probetas para el ensayo de temperatura con ductilidad nula con cada de peso normalizado (ASTM E208)


37

Figura A21. Orientacin de las probetas para resistencia a la fractura del metal de soldadura para una unin de doble ranura en estructuras soldadas de seccin gruesa

Figura A22. Cdigo de orientacin del plano de la grieta para probetas de traccin compactas para placas soldadas


38

PARTE B: ENSAYO DE SOLDADURAS DE FILETE B1. ENSAYO DE DOBLADO GUIADO LONGITUDINAL Vase la Parte A1, 7.6 Ensayo de doblado de raz con soldadura de filete. 1. OBJETO 1.1 Esta seccin comprende el ensayo de doblado de soldaduras de filete en metales ferrosos y no ferrosos. La norma presenta los requisitos para la preparacin de probetas para el ensayo de doblado guiado, los parmetros y procedimientos de ensayo, pero no especifica los requisitos ni los criterios de aceptacin. 1.2 Los materiales base pueden ser homogneos, revestidos de cualquier forma, excepto revestimiento con metal duro. 1.3 Esta norma es aplicable a lo siguiente, en donde se especifique: 1) Calificacin de los materiales, personal de soldadura y procedimientos de

soldadura. 2) Informacin, especificaciones de aceptacin Y control de calidad de produccin. 3) Investigacin y desarrollo. 1.4 Cuando se usa esta norma, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) El tipo de datos requeridos y las observaciones que se deben hacer. 2) El radio de doblado requerido o elongacin porcentual %. 3) Tratamientos trmico postsoldeo o de procesamiento mecnico. 2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de los siguientes documentos: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos NTC 2229: 1997, Metalurgia. Soldadura. Terminologa y definiciones. ANSI B46.1 Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and Lay). 3. RESUMEN DEL MTODO Las probetas de soldadura con filetes longitudinales son guiadas en el proceso de doblado con un dispositivo de ensayo que emplea un mandril y rodillos o soportes en los extremos y un mbolo. 4. IMPORTANCIA


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La ductilidad de la unin soldada, como se demuestra por su capacidad para resistir la falla y la presencia de defectos en la superficie de traccin, se determina en el ensayo de doblado guiado de soldadura con filete longitudinal. 5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los trminos y smbolos de soldadura usados en la presente norma deben estar de acuerdo con la ltima edicin de la NTC 1958 y NTC 2229. 6. DISPOSITIVO 6.1 Las probetas para doblado guiadas con soldadura de filete se deben ensayar en una mquina de ensayo de doblado guiado diseada para sostener y cargar la probeta mediante doblado en tres puntos. 6.2 El dispositivo debe tener las dimensiones que se presentan en la Figura B1. 7. PROBETAS Las probetas de ensayo longitudinales de doblado para soldadura de filete se preparan uniendo dos soldaduras de filete en una unin en "t" y maquinando la probeta como se ilustra en la Figura B1. 8. PROCEDIMIENTO 8.1 A menos que se especifique algo diferente, las probetas se deben ensayar a temperatura ambiente y la deformacin se debe presentar en un perodo de tiempo no inferior a 0,5 min ni mayor de 2 min. 8.2 La probeta se debe colocar en el dispositivo de ensayo como se ilustra en la Figura B1 y se aplica una fuerza suficiente para efectuar el doblado. 9. INFORME Adems de los requisitos de los documentos aplicables, el informe debe incluir lo siguiente: 1) Especificacin del metal base. 2) Especificacin del metal de aporte. 3) Temperatura de ensayo. 4) Nmero de ensayos. 5) Nmero, tipo, tamao y ubicacin de las discontinuidades, si las hay. 6) ngulo de doblado si la probeta se fractura antes de doblado a 180 .


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B2. ENSAYOS DE SANIDAD 1. OBJETO La presente seccin comprende los procedimientos de ensayo de sanidad de las soldaduras de filete, los parmetros de ensayo, los mtodos para obtener datos y las observaciones requeridas normalmente, pero no especifica los requisitos ni criterios de aceptacin. Cuando esta norma se usa como parte de otra norma o especificaciones detalladas, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) Los ensayos especficos y el nmero de probetas necesarias. 2) La orientacin especfica de las probetas dentro de la muestra de soldadura. 3) El tipo de datos requeridos y las observaciones que se deben hacer. 4) Los valores numricos lmite. 5) La interpretacin, si la hay, de los datos y observaciones. 2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de los siguientes documentos: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurga. Soldadura. Terminologa y definiciones. ANSI B46.1 Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and Lay) 3. RESUMEN DEL MTODO Un lado de la soldadura de una unin T se dobla sobre el otro, a fin de poner bajo traccin la raz de la soldadura. La carga se mantiene hasta que los lados de la unin entran en contacto o aparecen discontinuidades en la soldadura. 4. IMPORTANCIA El propsito de este ensayo es determinar la sanidad de las uniones con soldadura de filete. El ensayo es cualitativo y la aceptacin la determina el grado y naturaleza de los defectos presentes.


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5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los smbolos y trminos de soldadura usados en esta seccin estn de acuerdo con las ltimas ediciones de la NTC 1958 y NTC 2229

Tamao de una soldadura de filete sencilla A menos que se establezca algo diferente, se utilizan las siguientes designaciones: S = tamao del filete especificado. t = (espesor de la placa) = T (espesor de la probeta) 6. DISPOSITIVO El dispositivo usado debe estar en capacidad de sostener firmemente la probeta y de aplicar la fuerza requerida. 7. PROBETAS 7.1 RUPTURA DE SOLDADURA DE FILETE. PROCEDIMIENTO DE CALIFICACIN La probeta no recubierta para aplicar el ensayo de ruptura de soldadura de filete se debe soldar y preparar para el ensayo presentado en la Figura B2. La soldadura debe cumplir los requisitos visuales de la norma aplicable. 7.2 RUPTURA DE LA SOLDADURA DE FILETE. CALIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO

DE CAPA IMPRIMADORA La probeta para aplicar el ensayo de la soldadura de filete se debe soldar sobre el material de la capa imprimadora y se debe preparar para el ensayo como se indica en la Figura B3. La soldadura debe presentar una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir los requisitos de inspeccin visual del cdigo o norma aplicables.


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7.3 RUPTURA DE LA SOLDADURA DE FILETE. CALIFICACIN DEL PROCEDIMIENTO DE GALVANIZADO

La probeta para aplicar el ensayo de ruptura de la soldadura de filete se debe soldar sobre material galvanizado y se debe preparar para el ensayo como se ilustra en la Figura B4. La soldadura debe presentar una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir con los requisitos de inspeccin visual del cdigo o norma aplicable. 7.4 RUPTURA DE LA SOLDADURA DE FILETE. CALIFICACIN DEL SOLDADOR La probeta para aplicar el ensayo de ruptura de la soldadura de filete para calificacin el soldador, se debe soldar y preparar para el ensayo como se ilustra en la Figura B5. La soldadura debe cumplir los requisitos visuales del cdigo o norma aplicable. 7.5 RUPTURA DEL FILETE. CALIFICACIN DEL SOLDADOR DE PUNTOS La probeta para aplicar el ensayo de ruptura de soldadura de filete sin revestimiento para la calificacin del desempeo del soldador de puntos, se debe soldar y preparar para el ensayo como se ilustra en la Figura B6. La soldadura debe presentar una apariencia razonablemente uniforme y debe cumplir los requisitos de inspeccin visual del cdigo o norma aplicable. 7.6 ENSAYO DE RUPTURA DE MELLA DE SOLDADURA DE FILETE Vase la Parte C1. 8. PROCEDIMIENTO Se debe aplicar a la probeta una fuerza como la que se ilustra en la Figura B7, u otras fuerzas que causen que la raz de la soldadura est bajo traccin. La carga se debe aumentar hasta que la probeta sufra fractura o se doble sobre s misma. Si la probeta sufre fractura, las superficies de fractura se deben examinar visualmente para determinar presencia de discontinuidades como grietas, inclusiones o falta de penetracin. 9. INFORMACIN Adems de los requisitos del documento aplicable (vase el numeral 2), el informe debe incluir: 1) Especificacin del metal base. 2) Especificacin del metal de aporte. 3) Tamao de la soldadura de filete. 4) Procedimiento de soldadura (proceso y parmetros) 5) Tipo de probeta


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6) Apariencia de la fractura 7) Nmero, tipo, tamao y ubicacin de inclusiones o discontinuidades visibles. 8) Cualquier observacin o caractersticas inusuales de las probetas o procedimiento. B3. ENSAYOS DE ESFUERZO CORTANTE 1. OBJETO 1.1 Esta seccin comprende los ensayos de esfuerzo cortante de soldadura de filete en placas. 1.2 Cuando se requiere un ensayo de esfuerzo cortante de soldadura de filete, la preparacin de la probeta de ensayo y el procedimiento de ensayo deben cumplir con esta norma. 1.3 La presente norma no especifica requisitos ni criterios de aceptacin. 1.4 La presente norma es aplicable a lo siguiente cuando se especifica: 1) Calificacin del personal y los procedimientos de soldadura. 2) Informacin, base de aceptacin y control de calidad de la produccin cuando se

han establecido los criterios de aceptacin. 3) Investigacin y desarrollo. 1.5 Cuando se utiliza esta norma, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) Proceso de soldadura utilizado. 2) Tipo de ensayo especfico y nmero de probetas requeridas. 3) Especificacin/identificacin y espesor del metal base. 4) Posicin de la soldadura. 5) Especificacin/identificacin y dimetro del metal de aporte. 6) Tipo y tasa de flujo de cualquier gas protector. 7) Tratamiento trmico post-soldeo, si es aplicable. 8) Formato de reporte que incluya el tipo de datos y observaciones que se deben

realizar. 9) Criterios de aceptacin.


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2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de las siguientes normas: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurga. Soldadura. Terminologa y definiciones. NTC 3341: 1997, Ingeniera Civil y arquitectura. Verificacin de la fuerza en mquinas de ensayo. ASTM E8 Standard Methods of Tension Testing of Metallic Materials. 3. RESUMEN DEL ENSAYO En el ensayo de esfuerzo cortante de la soldadura de filete se coloca una carga de traccin sobre una probeta preparada, de manera que la carga corte las soldaduras de filete. La resistencia al esfuerzo cortante se reporta como (1) carga por unidad de longitud de soldadura (para soldaduras que fallan) y (2) esfuerzo cortante en la garganta de la soldadura. 4. IMPORTANCIA 4.1 Los ensayos de esfuerzo cortante sobre soldadura de filete brindan informacin sobre la capacidad de soportar carga y sobre la eficiencia de las uniones soldadas. Los datos obtenidos de estos ensayos pueden incluir: 1) Carga de esfuerzo cortante unitaria. 2) Resistencia al esfuerzo cortante. 3) Ubicacin y tipo de fractura. 4.2 Los ensayos de esfuerzo cortante proporcionan datos cuantitativos que se pueden comparar y analizar de otra forma y usar para el diseo y anlisis de estructuras soldadas. Las superficies de fractura tambin pueden brindar informacin sobre la presencia y efectos de discontinuidades tales como falta de penetracin/fusin, porosidad, inclusiones y agrietamiento. 5. DEFINICIONES Y SMBOLOS Los smbolos y trminos usados en esta seccin estn de acuerdo con la ltima edicin de la NTC 1958 y NTC 2229. 6. DISPOSITIVO El ensayo se debe llevar a cabo en una mquina de traccin de acuerdo con la norma ASTM E8. La mquina se debe calibrar de acuerdo con la norma ASTM F4.


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7. PROBETAS 7.1 PROBETA LONGITUDINAL PARA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE La probeta se debe soldar como se ilustra en la Figura B8 y se debe inspeccionar visualmente. El contorno y tamao de la superficie de las soldaduras de filete deben estar de acuerdo con la norma aplicable u otros criterios de aceptacin aceptados. La probeta se debe maquinar como se ilustra en la Figura B9 antes del ensayo. 7.2 PROBETA TRANSVERSAL PARA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE La probeta se debe preparar como se ilustra en la Figura B10 y se debe inspeccionar visualmente. El contorno y tamao de la superficie de las soldaduras de filete deben estar de acuerdo con la norma aplicable u otros criterios de aceptacin especificados. Se pueden usar placas ms anchas para obtener mltiples probetas. Cuando se preparan probetas mltiples de un solo ensamble soldado, los resultados para cada probeta individual se deben reportar. 7.3 PREPARACIN Los datos obtenidos de una probeta para resistencia al esfuerzo cortante de soldadura de filete se pueden ver afectados por la preparacin y por variables de ensayo. Para probetas transversales, el espacio que queda entre las placas traslapadas durante la preparacin de la probeta aumenta los esfuerzos en la raz de la soldadura, reduciendo as su resistencia. La no uniformidad del contorno de la soldadura de filete afectar los valores del ensayo. La probeta tambin es sensible a cualquier agrietamiento debajo del cordn o muesca de gua. 8. PROCEDIMIENTO 8.1 La longitud de la soldadura y la dimensin promedio del lado de cada soldadura se deben medir y reportar. La garganta terica se calcula de estas dimensiones. 8.2 La probeta se debe colocar en la mquina de ensayo de manera que la carga de traccin se aplique paralela al eje longitudinal de la probeta. 8.3 La probeta se debe cargar bajo traccin hasta que las soldaduras sufran esfuerzo cortante. 8.4 Un ensayo se considera invlido si el metal base metal de la probeta falla (es decir, sobrecarga de traccin) y se debe preparar y ensayar una probeta adicional. 8.5 La carga unitaria para esfuerzo cortante en libras por unidad de longitud de soldadura (libra/pulgada) se determina dividiendo la carga mxima por la longitud total de la soldadura que se ensaya. 8.6 La resistencia al esfuerzo cortante en fuerza por rea unitaria (psi) que acta sobre la garganta de la soldadura de filete se determina dividiendo la carga de corte en libras por pulgada lineal, por las dimensiones de garganta promedio de las soldaduras que sufrieron corte (vase la Figura B11). 8.7 La carga excntrica durante el ensayo hace la probeta ms sensible a algunos defectos, como por ejemplo las discontinuidades en los extremos de las soldaduras de filete.


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9. INFORME Adems de los requisitos de la norma aplicable u otros requisitos especificados, el informe debe indicar lo siguiente: 1) Identificacin de la probeta. 2) Nmero o identificacin del procedimiento de soldadura. 3) Tipo de probeta (longitudinal o transversal). 4) Carga unitaria cortante. 5) Resistencia al esfuerzo cortante. 6) Localizacin de la fractura. 7) Dimensiones reales de la garganta, si se ha medido. 8) Cualquier observacin de las caractersticas inusuales de la probeta, superficies

de fractura o procedimiento.


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mm pulgadas 8,0 9,5

12,5 19,0 38,0 57,0

102,0 305,0

5/16 3/8 1/2 3/4

1-1/2 2-1/4

4,0 12,0

Notas. 1) El dimetro de mandril presentado es para una probeta de mximo 3/4 pulgada (19,0 mm) de espesor. 2) Se pueden utilizar otros espesores de placa de base y soldadura de filete, siempre y cuando el dimetro del

mandril no exceda 3 veces el espesor de la probeta. En estos casos, la tolerancia de soporte debe ser el dimetro del mandril ms el doble del espesor de la probeta ms 1/4 pulgada (6,5 mm).

Figura B1. Ensayo guiado de doblado de soldadura de filete longitudinal


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mm pulgadas 9,5

76,0 101,5 457,0

3/8 3 4 18

t = espesor mximo que se debe usar en produccin o 3/8 de pulgada cualquiera que sea menor

S = tamao mximo de un filete de una sola pasada que se debe usar en la produccin

Notas: 1) Las posiciones calificadas deben estar de acuerdo con el cdigo o norma aplicable. 2) El ensamble de ensayo se puede cortar en tramos ms pequeos despus de la soldadura, para facilitar el

ensayo.

Figura B2. Probeta para ruptura de la soldadura de filete para el procedimiento de calificacin

mm pulgadas 3 4 36

76,0 101,5 914,5

Notas. 1) La placa de base debe ser de material del mismo grado y especificacin que el usado en la produccin. 2) La placa de base debe estar recubierta con un imprimante hasta el mximo espesor que ser aplicado en la

produccin. 3) La soldadura del primer lado se debe retirar por escopleo o algn medio mecnico y se debe ensayar el

segundo lado. 4) Aunque se debe ensayar toda la longitud de 36 pulgadas (914,5 mm), el ensamble de ensayo se puede cortar

en trozos cortos despus del soldeo para facilitar la fractura para el examen.

Figura B.3 Probeta para ruptura de soldadura de filete para materiales con capa imprimadora


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mm pulgadas 9,5

76,0 101,5 914,5

3/8 3 4

36

Notas. 1) El espesor de la placa, t, debe ser el mximo usado en produccin 3/8 pulgada (9,5 mm), de ellos el

menor. 2) El tamao de la soldadura, S, debe ser la soldadura de filete de una sola pasada mximo que se debe usar

en produccin. 3) Aunque se debe ensayar toda la longitud de 36 pulgada (914,5 mm), el ensamble de ensayo se puede cortar

en trozos cortos despus del soldeo para facilitar la fractura para el examen. 4) La placa galvanizada debe ser del mismo grado, especificacin y espesor mximo que la usada en

produccin.

Figura B4. Probeta para ruptura de la soldadura de filete para materiales galvanizados

mm pulgadas 8,0

12,5 25,5

101,5 152,5 203,0

5/16 1/2

1 4 6 8

Notas: 1) Se debe interrumpir y comenzar cerca del centro. 2) A menos que se especifique algo diferente, el espesor de la probeta y las dimensiones son mnimas.

Figura B5. Probeta para ruptura de soldadura de filete para la calificacin del soldador


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mm pulgadas 3,0 12,5 25,5 51,0

101,5

1/8 1/2 1 2 4

Figura B6. Probeta para ruptura de soldadura de filete para calificacin de un soldador de puntos

Figura B7. Mtodo de ensayo de la probeta para ruptura de soldadura de filete


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mm pulgadas 1,5 3,0 6,0 9,5

13,0 19,0 25,0 32,0 51,0 57,0 76,0 89,0

114,0 203,0

1/16 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4

1 1-1/4

2 2-1/4

3 3-1/2 4-1/2

8

Dimensiones pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas Tamao de la soldadura Espesor Espesor Ancho

s t T w

1/8 3/8 3/8 3

1/4 1/2 3/4 3

3/8 3/4 1 3

1/2 1

1-1/4 3-1/2

Figura B8. Probeta longitudinal para esfuerzo cortante de soldadura de filete


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mm pulgadas 1,5 38,0

1/16 1 1/2

Notas: 1) Maquinado con ranura a travs de la raz de la soldadura de filete de ensayo. 2) La profundidad de la muesca maquinada debe extenderse a travs del espesor de la placa de traslapo.

Figura B9. Probeta longitudinal de soldadura de filete despus de maquinado

mm pulgadas 3,0 12,0 25,0 51,0 57,0

114,0 229,0

1/8 1/2

1 2

2-1/4 4-1/2

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Figura B10. Probeta transversal para esfuerzo cortante de soldadura de filete.


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TPx a

=I

Donde: P = carga I = longitud total de la soldadura de filete cortada a = dimensin terica de la garganta T = resistencia al esfuerzo cortante de la soldadura

Figura B11. Clculo de resistencia al esfuerzo cortante


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PARTE C: ENSAYOS APLICABLES A LAS SOLDADURAS DE RANURA Y FILETE C1. ENSAYO DE MELLA 1. OBJETO 1.1 Esta seccin comprende el ensayo de mella de soldaduras en un tubos o placas. 1.2 Cuando se requiere un ensayo de mella, la preparacin de las probetas y los procedimientos de ensayo deben estar de acuerdo con esta norma. 1.3 Esta norma no especifica requisitos ni criterios de aceptacin. 1.4 Esta norma es aplicable a lo siguiente, en caso de que se especifique: 1) Calificacin de los materiales, personal de soldadura y procedimientos de

soldadura. 2) Informacin, base para la inspeccin y control de calidad en la produccin cuando

se han establecido criterios de aceptacin. 3) Investigacin y desarrollo. 1.5 Cuando se utiliza esta norma, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) El procedimiento de soldadura utilizado. 2) Los ensayos especficos y el nmero de probetas requeridas. 3) Identificacin / especificacin del metal base. 4) Posicin de la soldadura. 5) Especificacin / identificacin del metal de aporte (cuando se usa). 6) Ubicacin y orientacin de las probetas. 7) Si se debe ranurar el refuerzo de soldadura externo. 8) Modo de romperse la probeta. 9) Informe que incluya el tipo de datos y las observaciones que se deben hacer. 10) Tratamiento trmico post-soldeo, si es aplicable. 11) Criterios de aceptacin.


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2. DOCUMENTOS APLICABLES Se debe consultar la ltima edicin de los siguientes documentos: NTC 1958: 1997, Smbolos normalizados para soldeo, soldeo fuerte y ensayos no destructivos. NTC 2229: 1997, Metalurgia. Soldadura. Terminologa y definiciones. AWS D10.12 Recommended Practices and Procedures for Welding Low Carbon Steel Pipe API STD 1104 Welding of Pipelines and Related facilities API RP1107 Recommended Pipe Line Maintenance Welding Practices 3. RESUMEN DEL MTODO La probeta se fractura por uno de los tres mtodos: 1) Las probetas se quiebran por los extremos de soporte, golpeando en el centro con

un martillo, o tomando la probeta por un extremo y golpeando el otro con un martillo.

2) Las probetas se someten a traccin en una mquina de ensayo hasta que se

presente la fractura. 3) Las probetas se rompen sostenindolas por los extremos y aplicando una carga

en el centro del lado opuesto. 4. IMPORTANCIA 4.1 El ensayo de mella se utiliza para evaluar la tcnica apropiada y parmetros de soldadura necesarios para obtener una muesca o uniones de soldadura de filete sanas en un tubo o placa. Tambin se usa de vez en cuando para verificar (mediante un ensayo destructivo), los resultados obtenidos con tcnicas no destructivas. 4.2 Los ensayos de mella con frecuencia son la nica tcnica disponible para evaluar las soldaduras instantneas a tope, soldaduras a presin, soldadura por inercia (friccin) en un tubo o placa. 4.3 No se le debe dar importancia la magnitud de la carga requerida para la fractura. 5. SMBOLOS Y DEFINICIONES Los smbolos y trminos de soldadura usados en esta seccin se encuentran de acuerdo con la ltima edicin de la NTC 1958 y la NTC 2229.


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6. DISPOSITIVO 6.1 El dispositivo usado debe tener capacidad para sostener firmemente la probeta en un extremo o en ambos, cuando se fractura con un martillo. Vanse las Figuras C1, C2 y C3. 6.2 Los ensayos tambin se pueden llevar a cabo por carga en traccin o por doblado en tres puntos. 7. PROBETAS 7.1 PROBETAS DE SOLDADURAS A TOPE Las probetas para ensayo con mella se deben preparar cortando la unin y el metal base para formar una seccin transversal rectangular. Vase la Figura C5. Las probetas se pueden cortar con mquina o soplete. Los bordes deben ser relativamente lisos y paralelos. Las muescas se deben hacer con una sierra corta metales o con un disco abrasivo. Las muescas se localizan como se ilustra en la Figura 4. 7.2 PROBETAS ENTERAS Los ensambles soldados pequeos se pueden ensayar completos, usando como probeta el ensamble completo. En estos casos, las muescas se deben hacer en los bordes soldados a una profundidad aproximada de 1/8 pulgada (3,0 mm) y a travs del refuerzo, hasta una profundidad de aproximadamente 1/16 pulgada (1,5 mm) similar a la de la Figura C4 y se puede modificar para que se ajuste a las especificaciones individuales, pero se debe informar sobre la configuracin de la probeta. 7.3 PROBETAS DE SOLDADURA INSTANTNEA A TOPE Las probetas de ensayo de mella se deben preparar cortando la unin y el metal base para formar una seccin transversal rectangular. Las probetas deben ser como se ilustran en la Figura C5 y pueden ser cortadas con mquina, soplete o cualquier otro medio adecuado. Los lados de la probeta se pueden macroatacar para localizar la lnea de fusin. Los lados de la probeta se pueden entallar a lo largo de la lnea de fusin con una sierra u otro medio adecuado. Cada muesca debe tener aproximadamente 1/8 pulgada (3,0 mm) profundidad. El refuerzo de soldadura del dimetro externo para una configuracin redonda y slida se debe entallar hasta la superficie del metal base y hasta el 10% por debajo. Para configuraciones de tubera, adems de coincidir el dimetro exterior, el refuerzo de soldadura del dimetro interno se puede entallar hasta la superficie del metal base y hasta el 10 % por debajo. Para configuraciones rectangulares y cuadradas, la parte superior y la base de la soldadura de refuerzo se deben entallar hasta la superficie del metal base y hasta el 10 % por debajo. No es necesario eliminar el refuerzo de soldadura de cada lado de la probeta. 7.4 PROBETAS DE SOLDADURAS DE FILETE Existen diferentes tipos de probetas para el ensayo de rotura de probeta para el ensayo de uniones soldadas con filete.


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7.4.1 Las conexiones de derivaciones de tuberas se ensayan usando probetas cortadas con mquina o con soplete de las reas de bifurcacin y a 90 de las reas de bifurcacin como se ilustra en la Figura C6. Las probetas deben tener 2 pulgadas (51,0 mm) de ancho y 3 pulgadas (76,0 mm) de longitud aproximadamente y se deben entallar como se ilustra en la Figura C6. 7.4.2 Las conexiones de tipo manguito (Figura C7) se ensayan usando probetas cortadas con mquina o con soplete a espacios iguales alrededor de la circunferencia. Las probetas deben tener mnimo 3 pulgadas (76,0 mm) de ancho (152,5 mm) de longitud y se deben entallar como se ilustra en la Figura C8. 8. PROCEDIMIENTO Las probetas se deben romper sostenindolas de los extremos; se golpean o se aplica una carga en el extremo opuesto; o se sostiene un extremo y se golpea el otro con un martillo o se someten a una mquina de tensin. Cuando se usa un martillo para fracturar la probeta, se golpea un lado dos veces, se gira 180 y se golpea el otro lado 2 veces. Este procedimiento se contina hasta que la probeta se rompa. 9. INFORME Adems de reportar los resultados del ensayo como se exige en los documentos pertinentes, el informe tambin debe incluir lo siguiente: 1) Especificacin del metal base. 2) Especificacin del metal de aporte. 3) Procedimiento de soldadura (proceso y parmetros). 4) Procedimiento de ensayo. 5) Apariencia de la fractura. 6) Nmero, tipo, tamao y ubicacin de las inclusiones o discontinuidades en la

superficie de fractura. 7) Cualquier caracterstica no usual observada en la probeta o procedimiento.


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C2. ENSAYO DE DUREZA DE LAS SOLDADURAS 1. OBJETO 1.1 Esta seccin comprende el ensayo de dureza de las indentaciones de soldaduras. Los mtodos presentados incluyen los ensayos de dureza Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop. 1.2 Cuando se requieren ensayos de dureza, la preparacin de la probeta y los procedimientos de ensayo deben cumplir con la presente norma. 1.3 Esta norma no especifica criterios de aceptacin. 1.4 Esta norma es aplicable a lo siguiente, cuando se especifica: 1) Calificacin de materiales y procedimientos de soldadura mediante la evaluacin

de propiedades mecnicas y metalrgicas, si se especifica. 2) Informacin, base de aceptacin y control de calidad de la produccin donde se

exigen criterios para propiedades mecnicas. 3) Investigacin y desarrollo. 1.5 Cuando se utiliza esta norma, se debe suministrar la siguiente informacin: 1) El tipo de ensayo especfico y el nmero de probetas requeridas. 2) La ubicacin y orientacin especficas de las probetas. 3) Los puntos especficos dentro de una probeta que se van a ensayar, el nmero de

ensayos (indentaciones) necesarios y la superficie de preparacin. 4) Especificacin/Ident

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