pruebas de impacto en las uniones soldadas

1. ENSAYOS DESTRUCTIVOS(ED)
ASIGNATURA : Metalurgia de la soldadura
SEMESTRE ACADEMICO : 2014-II
ALUMNO : Edwin Porroa Sivana
CODIGO : 092638
DOCENTE : ing. Guillermo Barrios Ruiz
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INGENIERÍA METALÚRGICA
ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA
METALURGICADEPARTAMENTO ACADEMICO DE
METALURGIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE
SAN ANTONIO ABAD DEL
CUSCO
CUSCO, DICIEMBRE DE 2014

2. INTRODUCCION
CUSCO, DICIEMBRE 2014-II 2
A la hora de trabajar un material debemos de conocer sus
propiedades mecánicas, y saber que estas propiedades mecánicas
variarán en función de la velocidad de deformación y de la
temperatura a la que se encuentre el cuerpo a ensayar. Los
ensayos utilizados para medir estas propiedades mecánicas son
los ensayos destructivos de propiedades mecánicas, que
determinan las características mecánicas de los materiales en
condiciones de esfuerzo y deformación de las piezas o elementos
que estarán sometidos durante su funcionamiento real.
Un ensayo destructivo es aquel que deteriora la pieza que
inspecciona, pero dependiendo del tipo de ensayo, la pieza
experimentara desde una leve marca, a una deformación
permanente o incluso su rotura parcial o total.

3. PROPIEDADES MECANICAS
CUSCO, DICIEMBRE 2014-II 3
las definiremos como la forma en que un material
soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de
tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o
fuerzas a altas temperaturas. Las principales
propiedades son:
1.Dureza.
2.Tenacidad.
3.Fragilidad.
4.Cohesión.
5.Elasticidad.
6.Plasticidad resiliencia.
7.Fatiga.

4. Los ensayos destructivos en la soldadura se
vienen utilizando normalmente para:
4
 Efectuar un control de calidad durante el proceso de fabricación.
 Demostrar que este cumple con la normativa vigente y/o
estándares sectoriales que le son aplicables.
 Determinar el tipo de material, tratamiento o composición más
apropiado.
 Contrastar los modelos de simulación utilizados para el diseño
de dicho producto.
 Investigar nuevos procesos de fabricación.
 Estudiar nuevos tipos de materiales.
 Resolver problemas o incidencias aparecidas durante el uso de
los productos y no previstas durante el diseño del mismo.
 Determinar las propiedades mecánicas y de conformación de
los materiales y fijar su utilización.
 Conocer experimentalmente las características técnicas del
producto más allá de las incertidumbres obtenidas mediante los
procesos de diseño habituales.

5. Las ventajas más destacadas que tienen los
ensayos destructivos son:
5
a. Reproducir condiciones de uso de productos con el objeto de la
resolver de problemas de funcionamiento de los que se
desconoce su origen.
b. Calibración de los modelos de comportamiento utilizados para
simulación de componentes y desarrollo de producto.
c. Obtención de información detallada acerca del comportamiento
estructural de un elemento o producto y extracción de
conclusiones de sus factores críticos.
Dentro de los ensayos destructivos de propiedades mecánicas podemos
diferenciar: los ensayos destructivos estáticos, ensayos destructivos
dinámicos y los ensayos tecnológicos.
1. Los ensayos destructivos estáticos tienen la carga estática o progresiva.
2. Los ensayos destructivos dinámicos su carga no es ni estática ni progresiva
3. Los ensayos tecnológicos se utilizan para comprobar si un material es útil o no
para una aplicación en concreto, cuando por medio de los ensayos científicos
no es posible realizar estas comprobaciones o resultan demasiado caras.

6. 6
ENSAYOS DESTRUCTIVOS
(ED)
MECÁNICOS
ESTÁTICOS
● Dureza
● Tracción
●
Compresión
● Cortadura
● Pandeo
● Torsión
● Flexión
DINÁMICOS
● Resilencia
● Fatiga
● Otros tipos de
dureza(desgaste)
TECNOLÓGICOS
● Soldadura
●Embutición
●Doblado
● Forja
● Chispa/Corte
● Soldadura

7. 7
TIPOSDEENSAYOSDEDUREZA AL RAYADO
PENETRACIÓN
DINÁMICOS
ENSAYOS DESTRUCTIVOS MECÁNICOS - ESTÁTICO
● Ensayo de Mohs
● Ensayo de Martens
● Ensayo a la lima
● Método Brinell
● Método Vickers
● Método Rockwell
● Método de impacto(Poldi)
● Método de retroceso(Shore)

8. 8
ENSAYOS DE DUREZA AL RAYADO
- Se usa para determinar la
dureza de los minerales. Se
basa en que un cuerpo es
rayado
por otro más duro.
ENSAYO DE
MOHS

9. 9
-Se basa en la medida de la
anchura de la raya que produce
en el material una punta
de diamante de forma piramidal
y de ángulo en el vértice de 90°.
-Se aplica sobre superficies
nitruradas.
ENSAYO DE MARTENS.
Se emplea un cono de diamante
con el que se raya la superficie del
material cuya dureza se quiere medir.
a = anchura del surco
AM =1000 / a2
ENSAYO A LA LIMA.
- Se usa en industria. En todo
material templado la lima no
“entra”. Dependiendo de si la
lima entra o no entra
sabremos:
- No entra, el material raya a la
lima; Dureza mayor de 60 HRC
- Entra, la lima raya al material;
Dureza menor de 60 HRC

10. 10
ENSAYOS DE DUREZA DE PENETRACIÓN
ENSAYO BRINELL.
- Este método consiste en
comprimir una bola de
acero templado, de un
diámetro determinado,
sobre un material a
ensayar, por medio de
una carga y durante un
tiempo también conocido.
-Aceros y elementos siderúrgicos: K=30
-Cobres, Bronces, Latones: K=10
-Aluminio y aleaciones: K=5
-Materiales blandos (Sn, Pb): K=2,5
 CONDICIONES NORMALES DEL ENSAYO:
◦ Diámetro del penetrador D = 10mm.
◦ Carga aplicada F = 3000 kg.
◦ Tiempo de carga t = 15s.
Si las condiciones son distintas a las normales
debe representarse:
250 HB 10 500 30
ENSAYO BRINELL
II.
ENSAYO BRINELL
III.
 CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO:
◦ No se puede realizar sobre piezas esféricas o
cilíndricas.
◦ No es fiable en materiales muy duros y de
poco espesor.
◦ Para que el error del ensayo por deformación
del material no sea muy grande, debe
cumplirse:
D/4 < d < D/2
◦ Por aproximación puede conocerse el tipo de
acero que se ensaya mediante la relación:

11. 11
ENSAYO VICKERS.
-Se utiliza como penetrador una
punta piramidal de base
cuadrangular y ángulo en el vértice
entre caras de136°. Este ángulo se
eligió para que la bola Brinell
quedase circunscrita al cono en el
borde de la huella.
Este ensayo utiliza un penetrador de
diamante que queda marcado en la
superficie de la muestra, bajo una carga
determinada cuya aplicación se
recomienda en forma estándar en 10seg.
La carga aplicada varía de 1 a 120kg. De
acuerdo a las características del material
y la relación entre ese valor y el área de
identificación establece la dureza.
 CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO:
◦ Las cargas aplicadas son más pequeñas
que en el método Brinell (oscilan entre 1 y
120kp). La más empleada es la de 30kp.
◦ El tiempo de aplicación oscila entre 10 y
30s. Se utiliza tanto para materiales duros
como en blandos.
◦ Puede medir dureza superficial por la poca
profundidad de la huella.
◦ Expresión de la dureza:
520 HV 30 15
520 HV 30 15
DUREZA
CARGA
TIEMPO

12. 12
ENSAYO ROCKWELL
Un diamante cónico es presionado contra el
material a ensayar con una carga de 10 a
150kg. La profundidad de la impresión
indicara en el reloj el valor de la dureza
medida en escala Rocckwell C. En el caso de
materiales muy blandos, el diamante es
reemplazado por una bola de acero de 1/16”
de diámetro utilizando una carga de 100kg
para obtener una medición en escala
Rockwell B.
120º
m
resistencia que oponen
los materiales a se
penetrados, se determina
la dureza en función de
la profundidad de la
huella. Permite medir
durezas en aceros
templados.
- Los ensayos se pueden
realizar con 2 tipos de
penetradores:
Bolas de 1/8” y 1/16”
Conos de 120° ángulo en el
vértice.
 PROCEDIMIENTO:
◦ En ambas escalas de dureza se aplica,
inicialmente, una precarga de 10kp, con
lo que el penetrador originará una
huella de profundidad h0.
◦ Aplicación de la carga suplementaria F1
que origina la huella h1.
◦ Eliminar la carga F1. reacción elástica
del material que eleva al penetrador una
cierta altura quedando la huella
permanente h.
 TIPOS DE PENETRADORES
◦ Para materiales blandos
(entre 60 y 150HV) se
utiliza un penetrador de
acero de forma esférica
de 1,59mm de diámetro,
y así se obtiene la escala
de dureza Rockwell B
(HRB).
◦ Para materiales duros
(entre 235 y 1075HV) se
emplea un cono de
diamante con un ángulo
de 120º obtiéndose así la
escala de dureza
Rockwell C (HRC).

13. 13
VENTAJAS DEL MÉTODO
ROCKWELL
APLICACIONES TÍPICAS DE
LAS ESCALAS ROCKWELL.
 HRA. . . . Los carburos
consolidados, acero delgado y en
rara ocasión acero endurecido
 HRB. . . . Las aleaciones
cobrizas, los aceros suaves,
aleaciones de aluminio, hierros
maleables, etc.
 HRC. . . . Acero, hierro colado
duro, casos de acero endurecido
y otros materiales más duro que
100 HRB.
 HRD. . . . Acero delgado, acero
endurecido medio y hierro
maleable perlitico .
• Método rápido y preciso,
no necesita de operarios
especializados.
• Huellas más pequeñas
que el método Brinell.
• Inconveniente tiene que si
el material no asienta
perfectamente, las
medidas resultan
falseadas.
La máquina del ensayo de Rockwell
mide la diferencia e y se expresa la dureza
de la siguiente forma:
 HRC = 100 – e
 HRB = 130 – e

14. 14
ENSAYOS DINAMICOS DE DUREZA
Presentan la ventaja de la rapidez, comodidad y utilidad, ya que se
pueden hacer en cualquier lugar por utilizar equipos portátiles. Por el contrario,
su desventaja es la menor fiabilidad del ensayo. Los más utilizados:
MÉTODO SHOREMÉTODO POLDI
Es un método de
impacto que consiste
en lanzar una bola de
acero de 5mm de
diámetro sobre una
probeta del material
objeto de medida, de
manera que el impulso
produzca una huella
permanente.
H = dureza del material.
Sp= superficie de la huella patrón.
S= superficie de la huella en el
material.
Hp= dureza de la probeta patrón. p
p
H
S
S
H 
Se basa en la
reacción elástica del
material sometido a la
acción de un percusor
que, después de
chocar con la probeta
a ensayar, rebota
hasta una cierta altura.
El nº de dureza HS se
deduce de la altura
alcanzada en el
rebote.
hf
h0
 CARACTERÍSTICAS DEL ENSAYO:
◦ No es de gran precisión, pero es muy rápido.
◦ El equipo es fácil de manejar, poco voluminoso y de coste
reducido.
◦ Apenas produce deformación en la probeta (no deja

15. 15
TRACCION
OBJETIVO:
El objetivo del ensayo
de tracción es
determinar aspectos
importantes de la
resistencia y
alargamiento de
materiales, que pueden
servir para el control de
calidad, las
especificaciones de los
materiales y el cálculo
de piezas sometidas a
esfuerzos.
Es el esfuerzo q tiende a separar las partículas del
material, las fuerzas que pueden hacer que una barra se
estire se llaman fuerzas de tracción.
Hace que se separen entre sí las distintas partículas que
componen una pieza. Por ejemplo:
DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS PROBETAS
a) Tensión de tracción (σ).- Se calcula a partir de la fuerza de tracción soportada por la probeta dividida por su sección
transversal.
b) Límite elástico (σy).- Es la máxima tensión que el material es capaz de mantener sin desviación de la ley de Hooke, es decir es
una medida de su resistencia a la deformación elástica. Se expresa en fuerza por unidad de área, generalmente MPa.
c) Resistencia a la tracción (σmax).- Tensión máxima de tracción que ha soportado la probeta durante el ensayo.
d) Tensión de tracción a rotura (σR).- Tensión de tracción soportada por la probeta en el momento de su rotura.
e) Modulo de elasticidad o Módulo de Young.- Es la relación entre la tensión realizada y la deformación adquirida en el tramo
lineal de la curva tensión-deformación (región elástica). Sus unidades son MPa o N/mm2. Se calcula mediante la tangente a la
recta en el tramo lineal.
f) Alargamiento (Δl) y deformación (ε).- Δl es el incremento en longitud producido por la tensión de tracción y se expresa en

16. 16
COMPRESIÓN
En ensayo de compresión se
realiza colocando una probeta
cilíndrica o prismática entre los
platos de una prensa.
Los materiales dúctiles y los materiales
frágiles se comportan también
diferentemente en los ensayos de
compresión. En efecto, el diagrama
esfuerzos-deformaciones
para los materiales
frágiles tiene las mismas
particularidades en un
ensayo de compresión
que en un ensayo de
tracción.
Por el contrario, en los materiales dúctiles
los resultados de un ensayo de compresión
dependen considerablemente de las
dimensiones de las probetas, pudiendo no
alcanzarse la rotura a compresión en
probetas poco esbeltas.

17. 17
MECANICODINAMICO
RESILENCIA
FATIGA
ENSAYOS DESTRUCTIVOS MECÁNICOS - DINÁMICO
es la energía que absorbe
una probeta por unidad
de sección, antes de
romperse.
es la capacidad que tiene un cuerpo
de resistir esfuerzos repetitivos y variables
en magnitud y sentido.
Para el análisis de las propiedades mecánicas
de los materiales podemos utilizar tres tipos de
cargas diferentes: estáticas,dinamicas ,cíclicas
Factores determinantes :
Temperatura y Velocidad de aplicación de
la carga
 Cuando la carga sobre una pieza varía constantemente y
a una relativa alta frecuencia o constituyente un cambio de
esfuerzo de tensión con cada ciclo, la fuerza de fatiga del
material debe ser sustituido por la tensión de ruptura en
las formulas del diseño.

18. 18
ENSAYOS DESTRUCTIVOS TECNOLOGICO
se utilizan para comprobar si
un material es útil o no para
una aplicación en concreto,
cuando por medio de los
ensayos científicos no es
posible realizar estas
comprobaciones o resultan
demasiado caras.

19. CONCLUSIONES
19
1. El ensayo de dureza es uno de los más empleados en la
selección y control de calidad de los metales.
Intrínsecamente la dureza es una condición de la
superficie del material y no representa ninguna
propiedad fundamental de la materia.
2. El ensayo de tracción determina aspectos importantes
de la resistencia y alargamiento de materiales, que
pueden servir para el control de calidad, las
especificaciones de los materiales y el cálculo de piezas
sometidas a esfuerzos.

20. BIBLIOGRAFIA
20
 Carlos Oliva Minilo “INSPECTOR DE SOLDADURAAWS
QC1:2007” Instituto Chileno de Soldadura
PAGINA WEB:
 http://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8427.pdf
 http://solysol.com.es/data/documents/Funciones=20de=20los=20Ins
pectores=20y=20Requisitos_2.pdf
 http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-
general/soldadura/01%20El%20inspector%20de%20soldadura.pdf

21. 21CUSCO, DICIEMBRE 2014-II