Palabras Clave: Lámina, Esfuerzo Permisible
Detalles de las Juntas Soldadas, Calificación
de Trabajadores, Criterios de Aceptación
Visual, Soldadura de Tapón
ANSI/AWS D1.3-98
Una Norma Nacional Americana
Aprobada por el
American Nacional Standard Institute
Febrero 5 de 1998
Código de Soldadura Estructural –
Lámina de Acero
Cuarta Edición
Supersedes ANSI/AWS D1.3-98
Preparado por
El Comité de Soldadura Estructural de la AWS
Bajo la Dirección del
Comité de Actividades Técnicas de la AWS
Aprobado por
El Grupo de Directores de la AWS
Resumen
Este Código cubre los requerimientos asociados con lámina de acero con las especificaciones mínimas para
obtener puntos de una resistencia no mayor a 80.000 psi (550 MPa). Los requerimientos del Código cubren
algunas soldaduras de juntas hechas con láminas de acero de bajo carbono laminadas en caliente y
laminadas en frío (hot rolled : HR y cold rolled: HR) sin recubrimiento o recubiertas de zinc (galvanizadas). La
sección 1 contiene los materiales, la sección 2 el diseño, la sección 3 la precalificación, la sección 4 la
calificación, la sección 5 la fabricación, la sección 6 la inspección y la sección 7 la soldadura de espárrago.
NOTA DEL TRADUCTOR:
(Gerardo Gamboa Insuasty)
El Código Original es propiedad de la Organización SUPERPOLO S.A. adquirido directamente de la ANSI /
AWS (Instituto Nacional Americano de Normas/Sociedad Americana de Soldadura) para aplicarlo tanto en la
calificación del talento humano que trabaja en soldadura como en la elaboración de sus productos.
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Declaración del uso de las normas de la AWS
Todas las normas (Códigos, especificaciones, prácticas recomendadas, métodos,
clasificaciones y guías) de la American Welding Society, son normas acordadas
voluntariamente y que se han desarrollado de conformidad con las reglas de la
American Nacional Standards Institue (ANSI). Cuando alguien incorpora las
normas de la AWS, u omite una parte, los documentos que se incluyen en las
normas y reglamentos tienen la fuerza legal de un estatuto. En tal caso esas
normas de la AWS deben ser aprobadas por un estamento que tenga jurisdicción,
antes de que lleguen a tener fuerza de ley. En todos los casos esas normas tienen
fuerza de ley en el contrato o en otro documento que mencione las normas de la
AWS. Cuando exista esta relación contractual, los cambios o las desviaciones en
los requerimientos de las normas de la AWS deben ser hechas de acurdo con las
partes contratantes.
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TABLA DE CONTENIDO
4
Código De Soldadura Estructural – Platina de
Acero
1. Materiales en general.
1.1 Alcance.
Este código de soldadura cubre la soldadura por arco de láminas de acero
estructural sin recubrimiento, incluyendo las formadas en frío (que de aquí
en adelante se denominarán láminas de acero) iguales o menores que
3/16” (0.188” o 4.8 mm) de espesor nominal. Ver Anexo D, Tablas D1 y D2
para los calibres y espesores equivalentes.
En este código se incluyen únicamente tres clases de soldadura para
lámina de acero, puntos, costura y tapones.
1.1.1 Materiales a los que se aplica. Este código se aplica a la soldadura
de estructuras en lámina de acero o láminas de acero que soporten
miembros de una estructura de acero.
1.1.2 Acuerdos generales. La premisa fundamental de este código es la
de proveer estipulaciones (convenio) generales aplicables a una
situación. Los criterios de aceptación para soldaduras de producción
diferentes de las que están especificadas en este código se
permitirán para una aplicación particular, una vez propuestas deben
ser documentadas por el proponente y aprobadas por el Ingeniero.
Estos criterios alternativos de aceptación se deberán basar en la
evaluación y seguimiento utilizando la experiencia pasada, la
evidencia experimental, o el análisis de ingeniería considerando el
tipo de material, los efectos de la solicitud de carga y los factores
medioambientales.
1.1.3 Autorización. Todas las referencias que se necesitan para la
aprobación deben ser interpretadas y aprobadas por Ingeniería,
definida debidamente por la persona que actúa en representación del
propietario en todos los asuntos que se realicen sin el alcance de
este código. Las desviaciones de los requisitos que ordena este
código requieren de la aprobación de Ingeniería.
1.2 Metal Base de Lamina de Acero
1.2.1 Especificación del Metal Base. El metal base de de lámina de
acero soldada bajo este código deberá hacerse bajo los
requerimientos de la última edición de una de las especificaciones
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listadas abajo, o de alguna lamina de acero calificada de acuerdo
con 1.1.2. Cualquier combinación de estos aceros se debe soldar
conjuntamente. Estos aceros también pueden ser soldados como
alguno de los aceros listados en la última edición de ANSI / AWS
D1.1, Structural Welding Code – Steel.
(1) Especificaciones para lámina de acero, recubierta de zinc (galvanizada)
mediante el Proceso de Inmersión en Caliente. Calidad Física
Estructural (A653 SQ Grados 33, 37, 40, y 80).
(2) Especificaciones para lámina de acero sin protección Hot Rolled.
Calidad Estructural (ASTM A570).
(3) Especificaciones para lámina de acero sin protección, laminadas en
caliente y en frío (Hot Rolled and Cold Rolled), alta resistencia, Baja
Aleación, con Resistencia a la Corrosión Mejorada (ASTM A606).
(4) Especificaciones para lámina de acero sin protección, HR y CR, Alta
Resistencia, Baja Aleación de Columbio y Vanadio o ambos (ASTM
A606 grados 45, 50, 55, 60, 65 y 70).
(5) Especificaciones para acero, lámina CR, Carbono Estructural (ASTM
A611).
1.2.2 Otros Metales Base. Cuando un acero diferente de los
mencionados en 1.2.1 se aprueba bajo las cláusulas del proyecto o
las especificaciones del producto y ese acero se propone para una
construcción soldada, la soldabilidad del acero y la WPS se debe
establecer mediante calificación de conformidad con los
requerimientos de la sección 4 y los demás que prescriba Ingeniería.
1.2.3 Punto de Rendimiento Mínimo. Las disposiciones de este código
se orientan hacia la utilización de lámina de acero que tenga un
punto especificado de rendimiento mínimo igual o menor de 80.000
PSI (550 MPa).
1.3 Procesos de Soldadura
1.3.1 Procesos Aprobados. Este código aplica para soldaduras que se
realicen por medio de arco eléctrico con electrodo manual revestido
(SMAW), con gas y metal de aporte (GMAW), alambre tubular con
protección interior (FCAW), electrodo de tungsteno y gas protector
(GTAW), o arco sumergido (SAW). (Nota: es aceptable alguna
6
variación del gas protector del arco (GMAW), incluyendo la
transferencia por corto circuito).
1.3.2 Soldadura de Espárrago (SW). Cuando la soldadura de espárrago
se ejecuta en una cubierta plana o en techo y que a la vez soporta
una estructura, la WPS se hará conforme a la sección 7 de ANSI /
AWS D1.1. de este código.
1.3.3 Otros Procesos. Se pueden utilizar otros procesos cuando sean
aprobados por Ingeniería. En tal caso Ingeniería debe especificar
una calificación adicional y los requerimientos necesarios para
asegurar unas juntas satisfactorias para el servicio propuesto.
1.4 Condiciones del Metal de Soldadura
1.4.1 Correspondencia con los metales de Aporte. Cuando se utilice el
proceso de soldadura indicado, los metales de aporte listados en la
tabla 1.1 proporcionan a la unión la resistencia correspondiente a la
del metal base.
1.4.2 Combinaciones diferentes de Aporte - Metal Base. Las
combinaciones de metal de aporte y metal base diferentes a las
descritas en 1.4.1 se podrán permitir cuando sean debidamente
evaluadas y aprobadas por Ingeniería. Cuando se suelda metales
base que soportan diferentes esfuerzos, la resistencia a la tensión
del metal de aporte deberá ser superior o igual al menor esfuerzo
tensil del metal base.
1.4.3 Certificación del Fabricante. Cuando Ingeniería lo requiera, el
contratista deberá suministrar la certificación de la manufactura del
electrodo manifestando que dicho electrodo cumple con los
requisitos de la clasificación.
1.4.4 Soldadura con Arco Eléctrico y Electrodo Manual Revestido
(SMAW).
1.4.4.1
Requisitos de la AWS. Los electrodo para el proceso SMAW
deben coincidir con los requisitos de la última edición de ANSI
/ AWS A5.1, Requisitos para Electrodos de Acero al Carbono
para Soldadura con Arco Eléctrico y Electrodo Manual
Revestido, o con los requisitos de ANSI / AWS A5.5
Requisitos para Electrodos de Baja Aleación para Soldadura
con Arco Eléctrico y Electrodo Manual Revestido.
7
1.4.4.2
Control de los Electrodos de Bajo Hidrógeno. Este control
se deberá hacer para lámina de acero que se suelde a una
estructura principal de un espesor superior a ¼” (6.4 mm).
Todos los electrodos cuyo revestimiento sea de bajo
hidrógeno conforme a la norma ANSI / AWS A5.1 se deben
comprar en cajas herméticamente selladas o se deberán
secar por lo menos dos horas a una temperatura entre los
500º F (260º C) y los 800º F (425º C) antes de que vayan a
ser utilizados. Los electrodos se deberán secar antes de su
utilización si la caja herméticamente sellada muestra
evidencia de haber sufrido algún daño.
Inmediatamente después de abrir la caja herméticamente
sellada o de haber extraído los electrodos de un horno de
secado, dichos electrodos en cualquiera de los dos casos se
deben almacenar en un horno a una temperatura de por lo
menos 250º F (120º C). Los electrodos E-70XX y E-70XX-X
que no se utilicen después de dos horas de haber abierto la
caja herméticamente sellada o que se hayan sacado de un
horno de secado también deberán secarse antes de ser
utilizados. No se deben utilizar los electrodos que contengan
humedad.
1.4.4.3
Promedio de Fusión. Una buena medida para una soldadura
normal se puede calcular mediante el promedio de fusión (M)
del electrodo.
M = Pulgadas de electrodo fundido / tiempo en minutos
La manera de aplicar este método se explica detalladamente
en el Comentario, C1.4.4.3
1.4.5 Soldadura por Arco Sumergido (SAW).
1.4.5.1
Requisitos de la AWS. Los electrodos y los fundentes que se
utilicen en combinación para el proceso SAW deberán estar
en conformidad con los requisitos de la última edición de
ANSI / AWS A5.17, Requisitos para Electrodos de Acero al
Carbono y Fundentes para Soldadura por Arco Sumergido.
1.4.5.2
Fundente. El fundente que se utilice para arco sumergido
deberá estar seco y libre de contaminantes por causa del
secado, medida del molino, aceite, u otro material extraño.
Todos los fundentes se deben adquirir en empaques que
puedan ser almacenados, bajo condiciones normales, por lo
8
menos durante seis meses de tal manera que el
almacenamiento no afecte ni las características ni las
propiedades de la soldadura. El fundente de los empaques
dañados se debe desechar o se debe secar a una
temperatura mínima de 250º F (120º C), durante una hora
antes de ser utilizado. El fundente se debe colocar en el
dispensador inmediatamente se abra el empaque, o si se va a
utilizar un fundente de un empaque ya abierto, se debe quitar
de la parte superior del fundente, 1” (25 mm) y sed debe
desechar. No se debe utilizar un fundente húmedo.
1.4.6 Metales de Aporte para Soldadura Protegida por Gas (GMAW),
Soldadura con Alambre Tubular y Protección Interior (FCAW),
Tungsteno Protegido por Gas (GTAW)
1.4.6.1
Requisitos de la AWS. Los metales de aporte y protección
para los procesos GMAW, FCAW o GTAW deberán estar de
acuerdo con los requisitos de la última edición de ANSI / AWS
A5.18 Specification for Carbon Steel Filler Metals for Gas
Metal Arc Welding or ANSI / AWS A5.28, Specification for
Low Alloy Steel Filler Metals for Gas Shielded Arc
Welding,ANSI / AWS A5.20, Specifications for Carbon Steels
Electrodes for Flux Cored Arc Welding, or ANSI / AWS A5.29,
Specification for Low Steel Electrodes for Flux Cored Arc
Welding.
1.4.6.2
Medios de Protección. Cuando se requiera un gas o una
mezcla de gases para soldar con los procesos GMAW,
FCAW, o GTAW , no se hará soldaduras que estén a -40º F (40º C) o menos. Cuando ingeniería lo requiera, el productor
de gas deberá proporcionar la certificación donde conste que
el gas o la mezcla de gases cumple con las especificaciones
requeridas y que se obtendrá el punto solicitado.
1.5 Clases de Juntas de Soldadura
1.5.1
Soldaduras de Raíz en uniones de Ranura Cuadrada. Esta
clase de soldadura está restringida únicamente para soldar lámina a
lámina en toda posición.
1.5.2
Soldaduras de Filete. Esta clase de soldadura se utiliza en
toda posición incluyendo lámina a lámina y lámina a un soporte
estructural.
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1.5.2.1
Soldaduras en Uniones de Filete Traslapadas
o en T. Las soldaduras de filete traslapadas o en T se pueden
ejecutar en todas las posiciones (ver Tabla 1.2) incluidas las
de lámina a lámina y las de lámina a un soporte estructural.
Nota: Cuando se realiza una soldadura de filete de lámina a un
soporte estructural, se deben tomar precauciones para
prevenir roturas por socavamiento.
1.5.3 Soldaduras en Ranura por Pestaña. Esta clase de soldadura
se puede hacer en todas las posiciones incluyendo lo siguiente:
(1) Dos láminas plegadas en V y ranura generada por ese bisel.
(2) Una lámina y un soporte estructural para ranura producida por la
lámina doblada. (ver Tabla 1.2).
1.5.4 Soldaduras de Punto con Arco. Esta clase de soldadura es
un punto hecho con un proceso de soldadura de arco, el cual se
hace sin haber preparado un hueco en ninguna de las partes. Estas
soldaduras están restringidas a la unión de una lámina de acero a
una estructura en posición plana. (Ver Tabla 1.2). Nota: Ni el espesor
de una lámina sencilla ni la combinación de espesores de dos
láminas soldadas a un soporte estructural más grueso podrán
exceder de 0.150” (3.7 mm).
1.5.5 Soldaduras de Cordón por Arco. Un cordón con soldadura
de arco se realiza sin preparar una ranura en sus partes.
Estas soldaduras están restringidas para uniones que incluyen:
(1) Lámina a lámina en posición plana u horizontal.
(2) Lámina a un soporte estructural en posición plana. (Ver Tabla 1.2)
1.5.6 Soldaduras de Tapón por arco. Una soldadura de tapón con
arco se hace rellenando un hueco circular en una de las partes
exteriores.
Estas soldaduras se hacen en toda posición incluido lo siguiente:
(1) Múltiples capa de láminas de acero
(2)
Múltiples capa de láminas de acero y un soporte
estructural más grueso.
10
1.6 Definiciones
Los vocablos de soldadura utilizados en estos requisitos se deben
interpretar de acuerdo con la última edición de ANSI / AWS A3.0,
Standard Terms and Definitions, complementados por el Anexo C de esta
especificación.
Tabla 1.2
Posiciones de Soldadura y Restricciones para una WPS (ver 1.5.3)
Lámina a Lámina
Lámina a soporte
Estructural
Raíz en Junta
Cuadrada
Filete
Bisel por
Pestaña
Bisel doble
en V
S. Por
Puntos
S. Por
Costura
Sol. De
Tapón
P
H
V
SC
P
H
V
SC
P
H
V
SC
P
H
V
SC
-
P
H
-
P
H
V
SC
-
P
H
V
sc
P
H
V
sc
-
P
-
P
-
P
H
V
Sc
Nota: P = Posición Plana. H = Horizontal. V = Vertical. SC = Sobre Cabeza.
Bisel por Pestaña = Flare Bevel Groove Weld. Doble Bisel en V = Flare-VGroove Weld.
1.7 Símbolos de Soldadura.
Los símbolos de soldadura utilizados en estas especificaciones serán las
utilizadas en la última edición de ANSI / AWS A2.4 Symbols of Welding and
nondestructive Testing. Las condiciones especiales se explicarán
detalladamente en las notas y pormenores.
1.8 Seguridad y Prevenciones
Las medidas de seguridad se tomarán de acuerdo con la última edición de
ANSI / ASC Z49.1, Safety in Welding, Cutting, and Allied Processes, publicado
por la AWS.
Nota: El trabajo realizado bajo este código puede involucrar operaciones y
materiales peligrosos, tales como humos y partículas sólidas originadas por la
soldadura de consumibles, metal base, y recubrimientos presentes en el metal
base. Este código no proporciona todos los datos y medidas concernientes
11
asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las medidas y
prácticas apropiadas para proteger su salud. El usuario será quien determine la
aplicabilidad y limitaciones que regulen su uso.
Ver el Anexo E para obtener información relacionada con los elementos
básicos de la seguridad general de los procesos de soldadura por arco.
1.9
Norma sobre Unidades y Medidas
Se tomarán como válidos los valores de las unidades que se acostumbran
utilizar en Los Estados Unidos. El equivalente al Sistema Métrico Internacional
(SI) de las medidas americanas se pueden aproximar.
12
13
2. Diseño de las Uniones Soldadas
Parte A:
Capacidad de Carga Permitidas
Nota: para las soldaduras que no están diseñadas para resistir cargas externas,
Ingeniería debe hacer caso omiso de los requerimientos de esta sección .
Elementos Utilizados en el diseño
P = Capacidad de carga permisible (kips)
Fu = Ultimo esfuerzo tensil mínimo especificado de la lámina de acero (ksi)
Fy = Mínimo esfuerzo de cedencia especificado de la lámina de acero (ksi)
Fxx = Mínimo esfuerzo tensil de la clasificación AWS (ksi)
Fw = Fatiga por cizallamiento de la soldadura 0.3 Fxx (ksi)
t = Espesor de la lámina de acero más delgada exclusiva de los recubrimientos
(lámina sencilla o combinada con múltiples espesores) (pulgadas).
tw = Mínima garganta de soldadura o dimensión para filete, y soldaduras de
ranuras por dobleces tw ≥ t (ver figuras 2.2, 2.3ª, 2.3B, 2.3C, y las definiciones
para garganta de un filete de soldadura en el anexo C) (Pulgadas).
L = Longitud para una soldadura de filete, ranura por doblez, o soldadura por
costura (pulgadas).
Nota: Para soldadura de costura por arco la dimensión de L no incluye los finales
circulares (ver Figura 2.5).
h = Altura del reborde para ranuras en soldadura por doblez (ver Figuras 2.3B y
2.3C) (Pulgadas).
d = Diámetro visible del punto de soldadura por arco o del tapón de soldadura (ver
figuras 2.4 y 2.6) o el espesor visible de la costura de la soldadura (ver figura 2.5)
(Pulgadas).
da = Resultante del promedio del diámetro de un punto de soldadura por arco o de
un tapón de soldadura (ver Figuras 2.4 y 2.6) o un promedio del ancho de una
costura de soldadura ( ver Figura 2.5) (Pulgadas).
14
de = Diámetro efectivo de un punto de soldadura por arco o de un tapón de
soldadura o un ancho efectivo de una costura de soldadura en la superficie del
empalme. (ver Figuras 2.4, 2.5 y 2.6) (Pulgadas).
Nota: Si esto se puede mostrar seccionan (de) en la superficie de empalme, se
utilizará este valor provisto en este WPS particular.
2.1
Fatiga del Metal Base
La fatiga permisible del metal base se especifica en la última edición de
Specifications for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members del
Instituto Americano del Hierro y del Acero (AISI) como también en el contrato que
se aplica en las especificaciones contractuales.
2.2
Capacidad de Carga Permitida en las Uniones
Soldadas.
2.2.1 Soldaduras de Ranuras Cuadradas en uniones de Raíz. La capacidad
permitida para las combinaciones de electrodo – metal base (ver Tabla 1.1)
para una ranura cuadrada en una unión de raíz, soldada por un solo lado o
por ambos, deberá ser la del menor esfuerzo en la unión del metal base
suministrado por el tamaño de la soldadura igual al del espesor del metal
base. Ver Figura 2.1.
2.2.2 Soldaduras de Filete. La capacidad de carga permitida en una soldadura
de filete en traslape o uniones en T, realizada en cualquier posición de
soldadura (ver Figura 2.2) correspondiente a las combinaciones de metal de
aporte y metal base (ver Tabla 1.1) deberá estar controlada por el espesor
del metal base, dada por tw menor o igual que el espesor de la lámina. La
capacidad de carga deberá ser la siguiente:
15
Figura 2.1 – Soldadura de Ranuras Cuadradas en Uniones de Raíz
(ver 2.2.1 y 2.3.2)
Figura 2.2 - Soldaduras de Filete (ver 2.2.2)
(1) Para soldaduras de filete transversales en dirección de la carga
P = 0.4(t)L(Fu)
Fórmula (1)
(2) Para soldaduras de filete longitudinales en dirección a la carga:
P = 0.4(1-0.01L/t)t(l)Fu para L/t < 25
Fórmula (2)
P = 0.3(t)L(Fu), para L/t ≥ 25
Fórmula (3)
2.2.3 Soldaduras en ranura por pestaña. Para las combinaciones de metal de
aporte y metal base (ver Tabla 1.1) la capacidad de carga permitida de
soldaduras en ranura por pestaña ejecutada en cualquier posición se
considera que debe estar regida por el espesor de la lámina adyacente a
las soldaduras, dado por un tamaño de la soldadura menor o igual al
espesor de la lámina que se haya obtenido por la calificación de la WPS.
Esta capacidad estará determinada por la aplicación de una de las fórmulas
siguientes:
(1) Cargas transversales aplicables al eje de la soldadura
(a) Soldaduras en ranura de bisel producido por plegado (ver Figura 2.3A)
16
La capacidad de la junta soldada estará dada por:
P = t(L)Fu / 3
Fórmula (4)
(b) Bisel en V para ranura por doblado. No se consideran las cargas aplicadas
transversalmente sobre el eje de la soldadura
(2) Cargas aplicadas longitudinalmente en el eje de la soldadura (ver Figuras
2.3B y 2.3C)
Si la medida de la soldadura (tw) es igual o mayor que (t) pero menor que (2t), o
si el alto del reborde (h) es menor que la longitud de la soldadura (L), entonces:
P = 0.3(t)L(Fu) Cizalla sencilla ver Figura 2.3B Fórmula (5)
Si (tw) es igual o mayor que (2t) y la altura del reborde (h) es igual o mayor que
(L), entonces:
P = 0.6(t)LFu Doble cizallamiento ver figura 2.3C Fórmula (6)
2.2.4 Soldaduras de Punto por Arco. Las soldaduras de punto por arco se
especifican como el mínimo diámetro efectivo en la superficie del empalme
(de). El diámetro mínimo permitido es de 3/8” (9 mm). Las cargas permitidas
en cada punto de soldadura por arco entre láminas o entre láminas y un
soporte estructural no debe exceder de:
1) Para carga nominal de Fractura
Fórmula(7)
P = 0.88(t)da Fu, para da/t ≤ 140/√ Fu
17
Figura 2.3 Soldadura en Garganta por doblez sencillo (ver 2.2.3(1))
Figura 2.3B Fractura Sencilla en Ranura Soldada de un Pliegue
(Ver 2.2.3(2))
18
Figura 2.3C Fractura Doble en Ranura Soldada de un Pliegue
(Ver 2.2.3(2))
P = 0.112(1+960t / da√Fu) t(da) Fu5 (Fórmula 8) para :
140 / √ Fu < da/t<240/√ Fu
P = 0.56 t(da) Fu5 Para da/t ≥ 240/√ Fu (Fórmula 9), pero la capacidad
No deberá exceder de P = (de)2 Fxx / 4 (Fórmula 10)
(2) Para carga de tensión nominal (Valor mayor):
Fu < 55 ksi
Pa = (2.64 – 0.43 Fu ) tda Fu < 0.58(t)da Fu y Fu > 55 ksi
P = 0.28 tda Fu (Fórmula 11)
19
2.2.5 Cordón con soldadura por arco. La capacidad de carga permitida para
un cordón con soldadura por arco utilizada en una junta de traslape entre
una lámina y un soporte estructural ejecutada en posición plana o entre
lámina y lámina ejecutada en posición horizontal o plana con los materiales
de relleno correspondientes (Ver tabla 1.1, Figura 2.5 y Figura 2.12)
ninguna debe exceder de:
P = ﴾d2e/4 + L de/3﴿ Fxx (Fórmula 12)
P = (t) Fu (0.25L + 0.96da ) (Fórmula 13)
Para cálculos de una capacidad permitida de:
L ≤ 3da
2.2.6 Soldadura de Tapón por Arco. La soldadura de tapón por arco (Ver Figura
2.6) se especifica como el mínimo diámetro efectivo en la superficie de
contacto (de). El diámetro menor que se permite es de 3/8” (9 mm). La
carga permitida en cada soldadura de tapón por arco entre láminas o entre
lámina y un soporte estructural no deberá exceder de:
(1) Para carga nominal de rotura:
P = 0.88(t) da Fu, para da/t ≤ 140/√ Fa Fórmula (14)
P = 0.112 [1+960t/ da Fu]t da Fu2 Fórmula (15)
Para 140 / √ Fa < da/t<240/√ Fa
P = 0.56(t) da Fu, para da/t ≥ 240/√ Fa Fórmula (16)
Sin embargo la capacidad de carga no debe exceder de:
P = (de)2 Fxx / 4
Fórmula (17)
20
(2) Para una tensión de carga nominal (superior) de:
Fu < 55 ksi
Pa = (2.64 – 0.43 Fu)tda Fu < 0.58tda Fu
Pa = 0.28tda Fu Fórmula (18)
Parte B
Detalles de las uniones soldadas
2.3.1.
General. Las uniones soldadas se pueden ejecutar utilizando
intersticios cuadrados en juntas de raíz, puntos o cordones de
soldadura en traslapes o juntas de filete, en traslapes o uniones en
T, doblez sencillo o ranuras por plegado en V cuando no aplican
las limitantes de 2.3.2 hasta 2.3.5.
2.3.2 Soldadura en Ranura Cuadrada. Las soldadura en ranura cuadrada
se pueden ejecutar en uniones de raíz mediante la tabla 1.2. Ver
Figura 2.1.
2.3.3 Soldaduras de Filete.
2.3.3.1
Longitud mínima. La longitud mínima debe ser de ¾” (19
mm)
2.3.3.2
Tamaño de los catetos. El tamaño de los catetos en una
junta de traslape o en una junta de filete debe ser igual al
espesor de la lámina más delgada (t) (Ver Figura 2.8).
2.3.4 Soldadura en platina plana y doblez sencillo
2.3.4.1
Soldaduras en Ranura Sencilla en un doblez. Las
posiciones para soldaduras en ranura sencilla de un doblez
están dadas por la tabla 1.2. La longitud mínima debe ser de
¾” (19 mm) Ver Figura 2.9.
2.3.4.2
Soldaduras en Ranura Sencilla en V. Las posiciones para
las soldaduras en ranura sencilla en V están dadas por la
Tabla 1.2. La longitud mínima debe ser de ¾” (19 mm) Ver
Figura 2.10.
21
2.3.5 Puntos por Soldadura de Arco
2.3.5.1
Espesor Sencillo o Doble. Las posiciones para puntos por
soldadura de arco que se hacen en espesor sencillo o doble
de una lámina sobre un soporte estructural están dadas por la
Tabla 1.2. Los puntos se restringen para la posición plana. Ver
Figura 2.4. El diámetro (de) del metal de soldadura en la WPS
en la superficie de fusión debe ser de por lo menos 3/8” (9
mm).
2.3.5.2
Distancia mínima del borde. La distancia (e) mínima del
centro de un punto de soldadura hasta cualquier borde en una
lámina de acero no debe ser menor que:
Emin = P/0.5Fut, para Fu/ Fy ≥ 1.15 Fórmula (19)
Emin = P/0.45Fut, para Fu/ Fy < 1.15 Fórmula (20)
Pero no menor que 1.5d. Ver Figura 2.11A
2.3.5.3
Soldadura de Arandelas. La soldadura de arandelas se
utiliza puntos de soldadura en una lámina de espesores de
0.028” (0.7 mm) para prevenir quemaduras. Ver figuras 2.11B
y 2.11C. La soldadura de arandelas se debe hacer en una de
las láminas listadas en 1.2.1 y deben tener un espesor entre
0.05” y 0.08” (1.3 mm y 2.1 mm) en un hueco previamente
perforado de un mínimo de 3/8” (9 mm).
2.3.6 Cordones soldados
2.3.6.1
Posiciones. Los cordones de soldadura se hacen entre
lámina metálica y soportes de acuerdo con la Tabla 1.2.
2.3.6.2
Anchura Mínima. La anchura mínima del cordón de
soldadura en la superficie de empalme deberá ser de 3/8” (9
mm).
2.3.6.3
Distancia Mínima del Lado. La distancia mínima del cordón
de soldadura hasta el extremo de la lámina se debe medir
desde el centro de la porción circular de la soldadura. Ver
Figura 2.13A. La distancia mínima desde el eje longitudinal del
cordón de soldadura o de un cordón de soldadura desde el
22
final del cordón al filo de la lámina no debe ser menor que el
obtenido cuando se utiliza la fórmula en 2.3.5.2 pero no menor
que 1.5d. Ver Figuras 2.5 y 2.12.
2.3.7 Soldaduras de Tapón con Arco.
2.3.7.1
Posición y Diámetro en la WPS. La posición de las
soldaduras de tapón con arco vienen dadas por la Tabla 1.2.
Ver Figura 2.6. La WPS del diámetro del metal soldado (de )
para la fusión en la superficie del metal debe ser de por lo
menos 3/8” (9 mm).
2.3.7.2
Diámetro Mínimo del Hueco. Para una lámina de espesor
igual o menor que una de calibre 20 (0.912 mm), el hueco
deberá tener un diámetro mínimo de ¼” (6.4 mm); para un
espesor mayor que una lámina de calibre 20 el hueco deberá
ser de 5/16” (8.0 mm) de diámetro. Para otros espesores
donde se utilice la soldadura de tapón con arco, el diámetro
de los huecos se debe aumentar hasta alcanzar una
soldadura de un diámetro mínimo (de) de 3/8” (9 mm) en la
superficie de fusión.
2.3.7.3
Mínima Distancia del Lado. La distancia mínima (e) desde el
centro de una soldadura de tapón con arco hacia algún lado
de la lámina no deberá ser menor que 1.5d. Ver Figura 2.13B.
Figura 2.9 Soldadura en ranura
de doblez sencillo (ver 2.3.4.1)
Figura 2.10 Soldadura en ranura
en V sencilla (ver 2.3.4.2)
23
Figura 2.11A- Distancia de los lados
para la Soldadura por Puntos
Figura 2.11B – Punto de soldadu ra en una arandela
Figura 2.11C – Soldadura Típica de una Arandela (Ver 2.3.5.3)
24
Figura 2.12 - Soldadura a lo Largo de una nervadura Vertical (Ver 2.2.5)
Figura 2.13A – Distancias para Cordón
de Soldadura por Arco (ver 2.3.6.3)
Figura 2.13B – Distancias para
Tapones de Soldadura con Arco
(ver 2.3.7.3)
25
3. Precalificación de los WPSs
3.0
Alcance
La precalificación de los WPSs (Especificaciones del Procedimiento
de Soldadura) se define como una permisión de la prueba de
calificación de la WPS requerida en la sección 4. Toda precalificación
se debe hacer por escrito. Como norma para precalificar una WPS,
se deben aplicar todos los requerimientos de la sección 3. Las
cláusulas de la sección 3 se aplican solamente a las uniones entre
láminas o entre una lámina y un soporte estructural con un metal
base de espesor igual o menor que 3/16” (5 mm).
3.1
Detalles de la Junta
3.1.1 Requerimientos. Una WPS escrita para cada junta donde se
consignan los requerimientos necesarios se denomina como
precalificada: Un formato que se sugiere, mas no es una
obligación adoptarlo es el consignado en un Anexo A.
1.
De conformidad con los detalles de las figuras 3.1A,
31B, 3.2A, 3.2B, 3.2C, 3.3A, 3.3B, 3.3C, y 3.3D.
2.
Utilice uno de los siguientes procesos de acuerdo con
1.3.1: SMAW, GMAW, GTAW, o FCAW.
3.
Utilice un material que corresponda a un metal de
aporte de la tabla 1.1.
3.1.1.1
Juntas que Tienen estos Requerimientos. Las
juntas que tienen los requerimientos de 3.1.1 se pueden
utilizar sin necesidad de elaborar la prueba de calificación de
la WPS como se prescribe en 4.6.
3.1.2 Juntas que no están de Conformidad con estos
Requerimientos. Los detalles de las juntas deben partir de
los detalles prescritos en las figuras 3.1 A hasta 3.3D sólo si
el contratista somete el propósito de las WPSs a la aprobación
de ingeniería, a expensas del contratista, y demuestra su
suficiencia de conformidad con la sección 4 y con lo
estipulado en la sección 5.
26
3.2
Detalles de la Penetración Completa de las
Soldaduras de Raíz.
La penetración completa de las soldaduras de raíz (CJP) hechas
con procesos SMAW, GAMAW, GTAW o FCAW en la raíz de las
esquinas, que se pueden realizar sin las pruebas de calificación
de una WPS, se detallan en las Figuras 3.1 A, y 3.1B.
3.3
Detalles de la Soldadura de Filete.
Las soldaduras de filete que se realizan con los procesos SMAW,
GMAW, GTAW o FCAW, que se pueden hacer sin las pruebas de
calificación de una WPS se detallan en las figuras 3.2 A, 3.2B y
3.2C.
3.4
Detalles de las Soldaduras en Ranura de un Doblez.
Las soldadura realizadas con los procesos SMAW, GMAW,
GTAW o FCAW que se pueden llevar a cabo sin las pruebas de
calificación de una WPS se detallan en las Figuras 3.3 A, 3.3B y
3.3C.
3.5
Detalles de Juntas de Traslape con Bisel por
Doblez para Traslape.
La ranura de las juntas de traslape realizadas mediante los
procesos SMAW, GMAW, GTAW, o FCAW que se pueden
hacer sin la prueba de calificación de una WPS se describen en
la Figura 3.3D.
27
28
29
30
4. Calificación
Parte A Requisitos Generales
4.1
Preparación de una WPS y de una PQR. Una Especificación
del Procedimiento de Soldadura se debe escribir para cada tipo de
soldadura, tal como se indica en la Tabla 4.1, a excepción de lo permitido
en la sección 3, y se debe calificar de acuerdo a lo previsto en la sección
4 por el constructor o por el contratista. Un Registro de Calificación de
Procedimiento (PQR) que registre los valores actuales utilizados para
calificar una WPS se debe hacer por escrito. Como sugerencia, mas no
de carácter obligatorio, los formatos para WPS y PQR del anexo A. Nota:
Los datos del promedio de depósito de los electrodos en el proceso
SMAW (ver Comentarios C1.4.4.3) se pueden utilizar como una medida
de soldadura normal para una WPS y una PQR.
4.2
Aprobación de Ingeniería.
La evidencia de la calificación de una WPS documentada
apropiadamente debe ser aceptada con la aprobación de Ingeniería.
4.3
Responsabilidad
Cada fabricante o contratista será responsable de la conducción de las
pruebas de calificación de la WPS de acuerdo con lo previsto en la
sección 4. Esas pruebas pueden ser realizadas en la empresa, en el
puesto de trabajo, o por un laboratorio independiente o en otra empresa
de pruebas.
4.4
Requisitos de una WPS
Las WPS deben ser calificadas cada vez que haya un cambio en una de
las variables esenciales como las listadas en 4.5.
31
Parte B
Especificación del Procedimiento de Soldadura
(WPS)
4.5
Limitaciones de las Variables Esenciales.
Cualquier cambio en las variables esenciales listadas en la Tabla 4.3
requiere de una recalificación de la WPS.
4.6. Número de Pruebas, Métodos de Prueba y normas de aceptación
para la Calificación de una WPS.
4.6.1. Soldaduras de Ranura Cuadrada en Uniones de Raíz. Para
una soldadura de ranura cuadrada en unión de raíz, la WPS que no
esté de conformidad con 3.2, requiere de una calificación que esté de
acuerdo con la Tabla 4.3, Item (9) (b) o la Tabla 4.3 Item (9) (c). El
diseño de la prueba debe estar de conformidad con lo siguiente:
(1) La lámina de acero se debe soldar juntas como se
muestra en la Figura 4.1.
(2) La soldadura debe tener una apariencia uniforme y debe
estar libre de:
(a)
(b)
(c)
Fracturas
Refuerzos que no estén de acuerdo con 6.1.1.2
Socavamientos que no estén de conformidad con 6.1.1.3
(3)
La prueba de las láminas soldadas se hacen doblándolas 180º
con un martillo (ver Figura 4.1), el eje de doblado debe ser
coincidente con el eje de la soldadura. Para uniones soldadas por un
solo lado, la raíz de la soldadura debe pasar a la superficie de
doblado.
(4)
Una soldadura será aceptable si satisface los siguientes
criterios:
(A)
Que no haya fisuras visibles después del doblado y
(B)
Las fisuras en el metal de soldadura se detectan visualmente y
(a)
La cara fracturada no muestra visualmente discontinuidades
(p.e. escoria, porosidad), y
(b)
El tamaño de la soldadura es igual o mayor que el espesor de
la lámina de acero.
Nota: No se deben tener en cuenta las fisuras en el Metal Base.
32
4.6.2. Soldaduras de Filete
4.6.2.1. Requisitos para la Calificación de la Prueba: Para una
soldadura de filete que no esté de acuerdo con 3.3, la calificación
de la prueba debe hacerse de acuerdo con la Tabla 4.3, Item (9)
(b) o con la Tabla 4.3, Item (9) (c).
4.6.2.2. Montaje de la Prueba. Se deben ensamblar y preparar dos
pruebas, soldarlas, inspeccionarlas y probarlas teniendo en cuenta
para cada una de ellas si se trata de una soldadura lámina con
lámina o de una lámina a un soporte estructural, tal como se
describe en (1) o (2) tal como sigue:
(1) Lámina a lámina. El montaje de cada prueba se debe hacer
de acuerdo con la figura 4.2 A.
(2) Lámina a un soporte estructural. El montaje de cada prueba
se debe hacer de acuerdo con la figura 4.2 A.
Una soldadura será aceptable si se cumplen los siguientes
criterios:
(A) Que después del doblado no se detecten fisuras en el metal
de soldadura, o
(B) Después del doblado se detecten fisuras en el metal de
soldadura y
(a) En la cara fracturada no se detecten
discontinuidades (p.e. escoria, porosidades) y
visualmente
(b) El tamaño de la soldadura tw es igual o mayor que el
espesor de la lámina.
Nota: Se debe ignorar las fisuras del Metal Base.
(3) Después de la inspección visual de las soldaduras
aceptables, las dos piezas se deben separar completamente
doblándolas o martillando un lado (ver Figura 4.2 A) hasta que
falle la soldadura o la lámina.
(4) La superficie fracturada debe mostrar completa fusión en la
raíz de la junta.
4.6.2.3. Validez de la Calificación. Para la validez de la calificación se
debe cumplir con lo siguiente (ver Figura 4.2B):
33
(1)
Las uniones en T se deben calificar como traslapes o
juntas en T.
(2)
La lámina a soporte estructural califica para lámina a
soporte estructural para una posición de soldadura dada y
espesor de la lámina.
(3)
Lámina a lámina califica para lámina a lámina y también
para lámina a soporte estructural para una soldadura y
espesor de lámina dados, el control se hará por el espesor
de la lámina más delgada.
4.6.3. Soldaduras en ranura por doblez
4.6.3.1. Requisitos para la Calificación de la Prueba. Para una
WPS de una soldadura en ranura por doblez no conforme con 3.4,
la prueba de calificación debe estar de acuerdo con la Tabla 4.3,
Item (9) o con la Tabla 4.3, Item (9) (c). Se deben tener en cuenta
los siguientes requisitos:
(1) Para soldaduras en ranura por doblez, se deben elaborar
dos pruebas, tanto si se trata de lámina a lámina o de lámina a
soporte estructural como sigue:
(a) Lámina a Lámina. Cada probeta consiste en dos piezas
rectangulares de lámina por lo menos de 2-1/2” (65 mm) de
ancho, y por lo menos 3” (75 mm) de largo. Una de las piezas se
debe doblar a 90º alrededor del radio interior que no exceda de
3t, donde t es el espesor de la lámina; la otra pieza debe estar
plana. Estas se deben acondicionar de tal manera que formen
una junta con una ranura por doblez. En la ranura por doblez se
debe depositar 1” de soldadura ( 25 mm) de largo utilizando el
tipo y el tamaño adecuado de electrodo y soldadura típica. El
montaje de la prueba se muestra en la Figura 4.3 A.
(b) Lámina a un Soporte Estructural. Cada probeta consiste en
dos piezas rectangulares de lámina por lo menos de 2-1/2” (65
mm) de ancho, y por lo menos 3” (75 mm) de largo. Una de las
piezas se debe doblar a 90º alrededor del radio interior que no
exceda de 3t, donde t es el espesor de la lámina; la otra pieza
debe estar plana. Estas se deben acondicionar de tal manera
que formen una junta con una ranura por doblez. En la ranura
por doblez se debe depositar 1” de soldadura ( 25 mm) de largo
utilizando el tipo, el tamaño de electrodo y la corriente de
soldadura adecuados. El montaje de la prueba se muestra en la
Figura 4.3B.
34
(2) Para soldaduras de ranura en V por doblez, se necesita
preparar y montar dos pruebas, soldarlas, inspeccionarlas
visualmente y probarlas como sigue:
(a) Cada prueba ensamblada consta de dos piezas, de por lo
menos 2-1/2” (65 mm) de ancho y por lo menos 3” (75 mm) de
largo, doblar a 90º en un radio interior que no exceda de 3t,
donde t es el espesor de la lámina y acomodados de tal manera
que juntos formen una junta soldada de ranura por doblez en V.
(b) En la ranura en V por doblez se suelda 1” (25 mm) de largo
y el depósito se hará utilizando el electrodo y la corriente de
soldadura adecuados. El montaje se muestra en la Figura 4.3C.
(3) Las soldaduras deben ser razonablemente uniformes en
apariencia, libres de sobremontas, fisuras y excesivos
socavamientos.
(4) Después de enfriarse, las soldaduras de calidad aceptable
se probarán doblando la lámina hacia atrás y fuertemente, o
introduciendo un cincel entre las piezas hasta que la soldadura o
la lámina fallen. Ver las Figuras 4.3 A, 4.3B, o 4.3C
(5) La dimensión mínima de la soldadura deberá ser igual a t w2.
4.6.3.2. Rangos de la calificación. La calificación de la soldadura
para ranura por doblez sencillo calificará para soldaduras en
ranura en V por doblez y viceversa, aplican las mismas variables
esenciales provistas. Ver Figura 4.3D.
(1) La lámina a soporte estructural califica para lámina a
soporte estructural para una posición y espesor de lámina
dados.
(2) Lámina a lámina califica para lámina a lámina y para lámina
a soporte estructural para una posición y espesor de metal
dados.
4.6.4. Soldaduras de Punto por Arco
4.6.4.1. Espesores Dobles o Sencillos. Se necesita una WPS para
cada espesor doble o sencillo de una lámina que va a ser soldada
a un soporte estructural por punto por soldadura de arco en
posición plana y sin limitantes de una variable esencial de 4.5.
35
Se necesita preparar dos pruebas para cada WPS (Ver detalles 4.4 en
la Tabla 4.1) y cada prueba deberá ser (A) Preparada, (B) Soldada, (C)
Probada y (D) examinada como sigue:
(1) Una pieza (o dos piezas para dobles espesores) de lámina de 2”-1/2”
(63 mm) o más ancha deberá ser asegurada a la parte superior de
una brida, el resto, o una separación que es la parte menor 1/2 “ (13
mm) se utiliza para formar el ensamblaje de la prueba. (ver Figura
4.4). (a)Para láminas que sean más delgadas que 0.028” (0.7 mm),
se suelda arandelas de por lo menos 0.060” (1.5 mm) de espesor y
se hará como para las láminas listadas en 1.2.1. (Ver 2.3.5.3).
(2) En puntos por soldadura de arco se debe producir un diámetro
visible (d) (especificado en la WPS y no menor que ½” (13 mm) de
diámetro). Se deberá rellenar el cráter y hacer un mínimo de refuerzo
de 1/32” (1 mm).
(3) La parte saliente de la lámina se deberá torcer ( ver Figura 4.4) hasta
que el punto se desprenda de cualquiera de las partes.
(4)
(a) El punto resultante medido en un diámetro de no deberá ser
menor de 3/8” (9 mm) o el diámetro requerido en la WPS, o
más grande.
(b) Las caras fracturadas no deben mostrar discontinuidades
visibles (p.e. escoria o porosidad).
(c) El metal soldado no deberá mostrar fracturas.
Nota: Se deben ignorar las grietas en el metal base.
4.6.4.2. Rata de Fusión SMAW. Cuando se utiliza un electrodo
SMAW para hacer un punto con soldadura por arco, el promedio
de depósito de un electrodo en particular y el diámetro deben ser
medidos (ver 1.4.4.3) y consignados en el respectivo PQR.
4.6.4.3. Rangos de Calificación. Un cambio en cualquiera de las
variables esenciales que excedan los límites de 4.5 requiere una
recalificación.
4.6.4.4. Opción de Cordón con Arco. Una PQR para una WPS
específica de punto por soldadura de arco también califica la WPS
de un cordón de soldadura que tenga un ancho igual al diámetro
(d) de los puntos con arco
36
4.6.5
Cordón de Soldadura con Arco.
4.6.5.1
Espesores Sencillo o Doble para Lámina a Soporte
Estructural. Se requiere una WPS para cada espesor
sencillo o doble de una lámina que vaya a ser soldada a
una estructura en posición plana sin limitantes de las
variables esenciales de 4.5.
Se necesita ensamblar dos cupones de prueba para cada
WPS ( Ver detalles 4.5 A en la Tabla 4.1) y cada cupón
debe ser preparado y soldado como sigue:
Una pieza (o dos piezas para dobles espesores) de lámina
de 2”-1/2” (63 mm) o más ancha deberá ser asegurada a la
parte superior de una brida, el resto, o una separación que
es la parte menor 1/2 “ (13 mm) se utiliza para formar el
ensamblaje de la prueba. (ver Figura 4.5 A). Se producirá
un cordón de soldadura con arco con una anchura (d)
(especificada en la WPS, y no menor que ½” (13 mm) y de
longitud no menor de 1” (25 mm). El cráter se deberá
rellenar y reforzar como mínimo 1/32” (1 mm).
4.6.5.2
Espesor Sencillo para Lámina a Lámina. Se necesita
una WPS para cada espesor sencillo de lámina que vaya a
ser soldada con un cordón de soldadura por arco a otra
lámina en posiciones plana u horizontal (ver la configuración
de una junta típica en la Figura 2.6) sin tomar en
consideración las variables esenciales de 4.5.
Se debe ensamblar, preparar y soldar una prueba con la
configuración actual de la junta para cada WPS (Ver
configuración típica de la junta en la figura 4.5B). Se
producirá un cordón de soldadura con arco con una anchura
(d) (especificada en la WPS, y no menor que ½” (13 mm) y
de longitud no menor de 1” (25 mm). El cráter se deberá
rellenar y reforzar como mínimo 1/32” (1 mm).
4.6.5.3
Prueba y Examen. La parte proyectada de la lámina se
deberá examinar, o doblar, o las dos cosas, a 180ª con el
eje de doblado coincidente con el eje de soldadura ( ver
Figura 4.5 A o Figura 4.5B) hasta que el cordón de
soldadura se desprenda de las dos piezas.
(1) El punto resultante medido en un diámetro de no deberá
ser menor de 3/8” (9 mm) o el diámetro requerido en la
WPS, o más grande.
37
(2)
Las caras fracturadas no deben mostrar discontinuidades
visibles (p.e. escoria o porosidad).
(3)
El metal soldado no deberá mostrar fracturas.
Nota: Las grietas en el metal base se deben ignorar.
4.6.5.4 Rata de deposición SMAW. Cuando se utiliza un electrodo
SMAW para generar una calificación de un cordón de
soldadura la rata de deposición del metal de aporte para un
electrodo en particular, la clasificación y el diámetro se deben
medir (ver 1.4.4.3) y registrar en el respectivo PQR.
4.6.5.5 Rangos de Calificación. Un cambio en cualesquiera de las
variables esenciales que excedan el límite de 4.5 necesita de
una recalificación.
4.6.5.6 Opción de Punto por Arco. Una PQR para un punto
específico de soldadura por arco también califica la WPS de
un cordón de soldadura que tiene un ancho igual al diámetro
(d) del punto de soldadura por arco.
4.6.6 Soldaduras de Tapón con Arco.
4.6.6.1
Espesores sencillos o Múltiples para Lámina a Soporte.
Se necesita una WPS para cada uno de los espesores
sencillos o múltiples de una lámina que va a ser soldada
mediante soldadura de tapón con arco a un soporte
estructural sin tener en cuenta las limitaciones de las variables
esenciales de 4.5.
Se necesita ensamblar dos pruebas por cada WPS (ver
detalles 4.6 en la Tabla 4.1) y cada ensamblaje deberá ser
preparado y soldado como sigue:
Una pieza (o varias piezas para múltiples espesores) de
lámina de 2”-1/2” (63 mm) o más ancha deberá ser asegurada
a la parte superior de una brida, el resto, o una separación
que es la parte menor 1/2 “ (13 mm) se utiliza para formar el
ensamblaje de la prueba. (ver Figura 4.6). Se producirá un
tapón de soldadura con arco con una anchura (d)
(especificada en la WPS, y no menor que ½” (13 mm). El
cráter se deberá rellenar y reforzar como mínimo 1/32” (1
mm).
38
4.6.6.2
Espesores Múltiples para Lámina a Lámina. Se necesita
una WPS para cada espesor múltiple de lámina que va a ser
soldada en tapón a otra lámina sin considerar las variables
esenciales de 4.5.
Se deberá ensamblar, preparar y soldar dos pruebas de la
actual configuración de la junta para cada WPS (ver Figura
4.6 de la Tabla 4.1). Se deberá producir una soldadura de
tapón con arco de un diámetro (d) visible (especificado en la
WPS y no menos de ½” (13 mm). El cráter deberá ser
rellenado y reforzado como mínimo en 1/32”.
4.6.6.3
Prueba e Inspección.
(1)
La parte saliente de la lámina deberá ser doblada (ver Figura 4.6)
hasta que el tapón se desprenda de cualquiera de las partes.
(2)
(a)
El punto resultante medido en su diámetro (de) no deberá ser menor
de 3/8” o el diámetro requerido en la WPS, aunque puede ser mayor.
(b)
La cara fracturada no debe mostrar discontinuidades (p.e. escoria,
porosidad).
(c)
El metal soldado no debe mostrar fracturas detectables.
Nota: Las grietas en el Metal Base se deben ignorar
4.6.6.4 Rangos de Calificación. Cualquier cambio en cualquiera de
las variables esenciales que excedan las limitaciones de 4.5
necesita de recalificación.
Parte C
Procedimiento para Calificar al Soldador
4.7
Variables esenciales
4.7.1 General
4.7.1.1
Metales Base. El procedimiento establecido para
calificar cualquiera de los aceros que permite este código
se debe considerar como la forma de calificar cualquiera
de los otros aceros sin recubrimiento o con el mismo
recubrimiento utilizado en la calificación.
39
4.7.1.2
Procesos. Un soldador deberá ser calificado para cada
uno de los procesos especificados en la WPS.
4.7.1.3
Electrodos SMAW. Un soldador calificado para SMAW
con uno de los electrodos identificados en la siguiente
tabla se debe considerar como calificado para soldar con
cualquiera otro electrodo en la misma designación del
grupo y con cualquier electrodo listado en la designación
de un grupo numéricamente más inferior.
Designación
del Grupo
F4
Clasificación AWS del Electrodo
F3
EXX15, EXX16, EXX18, EXX15-X, EXX16-X,
EXX18-X
EXX10, EXX11, EXX10-X, EXX11-X
F2
EXX12, EXX13, EXX14, EXX13-X
Nota: Las letras XX utilizadas en la denominación de la designación de
esta Tabla, son para designar diferentes niveles de esfuerzo de los
electrodos (Ej: 60, 70, etc.).
4.7.1.4
Electrodos y promedio de soldadura. Un soldador
calificado con un electrodo aprobado y que suelde con
una combinación media se considerará calificado para
soldar con cualquier otro electrodo aprobado y una
combinación promedio para soldar con el proceso
consignado en la WPS.
4.7.1.5
Posición. Un cambio en la posición de la soldadura para
cualquier soldador que no esté aún calificado requiere
recalificación.
4.7.1.6
Soldadura Vertical. Cuando se suelde en posición
vertical, un cambio en la dirección de la soldadura
requiere de recalificación.
4.7.2 Condiciones específicas. Con excepción de las modificaciones
hechas por 4.8.2, todos los soldadores deben ser calificados
elaborando una prueba de soldadura para cada tipo de unión (ver
Tabla 4.1) utilizada en la construcción, y de acuerdo a las
siguientes condiciones:
40
1) Para cada espesor (calibre) de lámina en el caso de soldadura de
punto con arco o cordón de soldadura que se utilice en la
producción.
2) Para un espesor mínimo de lámina en caso de soldadura de filete,
ranura por plegado, y soldaduras por ranura en V por plegado.
3) Un cambio en el espesor de la lámina para soldaduras en ranuras
cuadradas listadas más abajo requiere de recalificación del
soldador o del operario de soldadura.
a) Un cambio en el espesor de la lámina menor que 0.5t o
mayor que 2t donde t es el espesor de la lámina más
delgada:
I. La calificación realizada en lámina calibre 18 deberá
calificar al soldador o al operario de soldadura calibre
16 o más delgada.
II. La calificación realizada en lámina calibre 10 calificará
al soldador o al operario de soldadura para soldar
lámina calibre 16 o más gruesa.
(4) Para otras aplicaciones de soldadura, ver la Tabla 4.2.
4.8
Número de Pruebas y Métodos para Establecer
la Calificación del Soldador.
4.8.1 General. Las pruebas de calificación aquí descritas están
especialmente diseñadas para determinar la habilidad del
soldador para producir soldaduras sanas. La soldadura se debe
diseñar de acuerdo con los requerimientos de la WPS y
registradas en el formato de la PQR similar a la del Anexo A.
4.8.1.1
Estado de la WPS. La WPS utilizada para la calificación
de un soldador debe provenir de una WPS calificada o
precalificada. El número y clase de pruebas
ensambladas, sus métodos de prueba y la prueba de los
resultados deberán ser los mismos que para la
calificación de la WPS. Ver Tabla 4.2.
4.8.1.2
Calificación del Soldador por Medio de la Calificación
de la WPS. El soldador que elabore satisfactoriamente
una WPS se debe considerar calificado para ese proceso
de soldadura, Posición, clase de soldadura y aplicable al
tipo de lámina recubierta. En el caso de soldadura de
41
filete o soldaduras en ranura por doblez, o ambas, se
deberá considerar al soldador como calificado para el
espesor del material igual o mayor que el utilizado en la
prueba. En el caso de soldaduras de punto con arco,
cordones de soldadura, y soldaduras en ranura
cuadrada, la calificación se limitará al espesor (calibre)
utilizado en la prueba. Ver Tabla 4.2.
4.8.1.3
Registros. Los registros de la calificación los debe
guardar el constructor o el contratista, y debe
permanecer disponible para ser examinada. Se puede
utilizar un formato similar al del Anexo A.
4.8.2 Condiciones Específicas. Se debe hacer una calificación aparte
para el soldador de lámina galvanizada o con cualquier otro
recubrimiento.
4.9 Duración de la Calificación.
Los efectos de la calificación de los soldadores se deberán
considerar como indefinidos, sin embargo, esta condición cesará
1) si el soldador no se ha desempeñado en un proceso de
soldadura dado para el cual el soldador está calificado por un
período que exceda a los seis meses o 2) Si existe alguna razón
específica para cuestionar la habilidad del soldador.
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)
SUPERPOLO S.A. Nit: 830092963-2 (Form A-2)
Nombre de la Empresa_____________________________
Por__________________________
Especificación del Procedimiento de Soldadura No. _____ Rev._______________________
Fecha: dd______mm_______________aa______________
Soporte del Registro de la Prueba(s) de Calificación No._______
Proceso(s) de Soldadura__________________Tipo: (Manual, Aut. Semiaut.)__________________
Tipo de Transferencia para GMAW (Corto circuito, Globular, Spray) _________________________
JUNTA (Tabla 4.1)
Tipo de Junta(s) Soldada____________________
________________________________________
Respaldo (Backing) Sí_____ No:_____
Clase de material del Respaldo: _______________
Ranura soldada por:
Un Lado:_________ Ambos Lados: ___________
RECUBRIMIENTO (S)
Tipo:______________________________
Espesor:___________________________
Boceto detallado de la Junta
METAL BASE (1.2)
Especificación del material Clase y Grado:
Lámina de acero___________ hasta___________
Soporte de Acero__________________________
Rango de Espesores:
Lámina de Acero:__________________________
Soporte de Acero:__________________________
Espesor: _________________________________
Preparación del Metal Base: _________________
METAL DE APORTE (Tabla 1.1)
Especificación____________________________
Clasificación: ____________________________
POSICIONES (Tabla 1.2)
Posición de la Ranura_____________________
Posición del Filete: _______________________
Progresión: _____________________________
No. De
Pases
Tamaño
del
Electrodo
PRECALENTAMIENTO (1.1.1 y 5.1)
Temperatura Mínima:_________________
Temperatura Máxima: ________________
TECNICA
Corriente de Soldeo
Velocidad de avance
(o Tiempo para
Amperios
Voltios
puntos por Arco)
Velocidad del
alambre en Pies/plg.
Este procedimiento puede variar de acuerdo al la secuencia de fabricación, composición, tamaño
del pase, etc. Dentro de las limitaciones de las variables dadas en ANSI/AWS D1.3
(________(año)). Structural Welding Code-Sheet Steel.
Autorizado por: _______________________________Fecha: dd____ mm__________aa______
57
REGISTRO DE LA CALIFICACION DEL PROCEDIMIENTO (PQR)
SUPERPOLO S.A. Nit: 830092963-2 (Form A-1)
Nombre de la Empresa_____________________________________
Registro de la prueba de la Calificación del Procedimiento No.________Fecha: ____________
Especificación de Procedimiento No._____ Rev.____________ Fecha: ___________________
Proceso(s) de Soldadura__________________Tipo: (Manual, Aut. Semiaut.)__________________
Tipo de Transferencia para GMAW (Corto circuito, Globular, Spray) _________________________
JUNTA (Tabla 4.1)
Tipo de Junta(s) Soldada___________________
________________________________________
Respaldo (Backing) Sí_____ No:_____
Clase de material del Respaldo: _______________
Ranura soldada por:
Un Lado:_________ Ambos Lados: ___________
POSICIONES (Tabla 1.2)
Posición de la Ranura _______________
Posición del Filete __________________
Progresión ________________________
METAL BASE (1.2)
Especificación del material Clase y Grado:
Lámina de acero___________ hasta___________
Espesor: ______________
Soporte de Acero:__________________________
Espesor: _________________________________
Preparación del Metal Base __________________
FUNDENTE (1.4.5.2)
Metal de Aporte (Tabla 1.1)
Especificación: ____________________
Clasificación: _____________________
GAS (1.4.6.2)
Gas Protector ____ Flujo Promedio _____
RECUBRIMIENTO(S)
Clase: ___________________________
Espesor: _________________________
RESULTADOS DE LA INSPECCION VISUAL (4.6)
Probeta No. 1_____________________________
Probeta No. 2_____________________________
Diámetro del Punto de soldadura por Arco: ______
Prueba dirigida por: _________________________
Mediante _____________________
Prueba de Laboratorio No. ____________________
Fecha de la Prueba: _________________________
TECNICA
No. De
Tamaño
Corriente de Soldeo
Velocidad de avance
Pases
del
(o Tiempo para
Voltios
Electrodo Amperios
puntos por Arco)
Velocidad del
alambre en Pies/plg.
Nombre del Soldador o del Operario_________________________ Identificación: _____________
Fecha de la Calificación: __________________ Seguro Social del Soldador No.:_______________
Se entiende que los datos consignados en este certificado son correctos y que las pruebas de
soldadura fueron preparadas, soldadas y probadas de conformidad con los requisitos del Código
ANSI/AWS D1.3 (del año ______), Sturctural Welding Code – Sheet Steel
Autorizado por: _______________________________Fecha: dd____ mm__________aa______
58
REGISTRO DE LA CALIFICACION DE HABILIDAD DEL SOLDADOR (WPQ)
SUPERPOLO S.A. Nit: 830092963-2 (Form A-3)
Nombre del Soldador o del Operario _________________________________________
Identificación Nº._______________Fecha de la Calificación________________
Nº de la Seguridad Social del Soldador: _____________________________
De acuerdo con la WPS Nº: ______________
Revisó:___________________________
Proceso(s) de Soldadura _________________
Clase (Autom. Manual etc.)_____________
Clase de Transferencia para GMAW: (Corto Circuíto, Globular, Spray). ______________________
VARIABLE
VARIABLE ACTUAL
UTILIZADA EN LA CAL.
RANGO DE CALIFICACION
JUNTA
Tipo de Junta
____________________
____________________________
Clase del Material de Respaldo ____________________ ____________________________
Ranura soldada de: Uno o dos lados: _______________ ____________________________
METAL BASE (4.7.1.1)
Especificación del material
De la lámina
________Hasta_______
_________Hasta______________
Soporte de acero
____________________
____________________________
Espesor de la lámina (4.7.2.1)
Ranura (Intersticio)
____________________
____________________________
Filete
____________________
____________________________
Tapón de soldadura
____________________
____________________________
Punto de Soldadura
____________________
____________________________
Cordón de soldadura
____________________
____________________________
RECUBRIMIENTO(S)
Clase
Espesor
____________________
____________________________
____________________
____________________________
POSICION (4.7.1.5 Y 4.7.1.4)
Ranura (Intersticio)
____________________
____________________________
Filete
____________________
____________________________
Tapón por Arco
____________________
____________________________
Punto por Arco
____________________
____________________________
Cordón por Arco
____________________
____________________________
Progresión
____________________
____________________________
GAS (4.7.1.4)
____________________
____________________________
ELECTRODO (4.7.1.3 y 4.7.1.4) __________________ ____________________________
Tamaño
____________________
____________________________
Grupo
____________________
____________________________
RESULTADOS DE LA INSPECCION VISUAL (4.6)
Probeta No. 1__________________________Probeta No. 2_____________________________
Apariencia _________________ Fracturas________________ Socavamiento _______________
Refuerzo ____________________ Diámetro del punto de Soldadura por Arco _______________
Prueba dirigida por: _______________________________ A través de _____________________
Prueba de Laboratorio Nº:__________ Fecha de la Prueba: _______________________
Nombre del Soldador o del Operario_________________________ Identificación: _____________
Fecha de la Calificación: __________________ Seguro Social del Soldador No.:_______________
Se entiende que los datos consignados en este certificado son correctos y que las pruebas de soldadura fueron preparadas,
soldadas y probadas de conformidad con los requisitos del Código ANSI/AWS D1.3 (del año ______), Sturctural Welding
Code – Sheet Steel
Autorizado por: _______________________________Fecha: dd____ mm__________aa______
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