Metalografía de piezas soldadas

El examen de secciones metalográficas de juntas soldadas se realiza normalmente conforme a dos niveles de inspección:

Técnicas macrográfícas:

Se realizan con hasta 50 aumentos mediante el uso de lupas estereoscópicas.
Un macroexamen normalmente se realiza en secciones transversales no embutidas en juntas soldadas e implica técnicas de corte y esmerilado. El acabado resultante es adecuado para la observación y captura fotomacrográfica, seguido de un examen de las macrocaracterísticas de la junta soldada, que son:

  • Geometría de la soldadura.
  • Número y tamaño de los cordones.
  • Profundidad de penetración.
  • Extensión de la zona afectada térmicamente.
  • Imperfecciones superficiales como fracturas, mordeduras, garganta excesiva, convexidad o ángulo de soldadura.
  • Imperfecciones internas como fracturas, porosidad, inclusiones metálicas, falta de fusión, falta de penetración o escoria.
  • Imperfecciones en la geometría de la junta como abertura de la soldadura, cara de raíz, ángulo de chaflán o desalineación.

Técnicas micrográfícas:

Se realizan con aumentos mayores (de hasta 1.000) con microscopios ópticos.
En las técnicas de microexamen y de dureza transversal, se debe disponer de una superficie pulida y plana ópticamente. El microexamen se realiza para estudios de imperfecciones de soldadura y características microestructurales:

  • Huecos (porosidades, cavidades con contracción, fracturas diminutas).
  • Fases especiales (fase-sigma en acero inoxidable).
  • Tamaños/estructuras de grano.
  • Estructura de soldadura.
  • Segregaciones.
  • Zona afectada térmicamente y estructura base.

 

A continuación se muestran ejemplos de uniones soldadas y la microestructura obtenida para distintos procesos de soldadura.

Soldadura por arco sumergido

Macrografía de una unión soldada por arco sumergido de una torre de aerogenerador. Se pueden apreciar los 9 cordones y la secuencia del soldeo. Así mismo, se aprecian las zonas afectadas térmicamente a ambos lados de la soldadura.

Macrografía de una unión soldada por arco sumergido de una torre de aerogenerador. Se pueden apreciar los 9 cordones y la secuencia del soldeo. Así mismo, se aprecian las zonas afectadas térmicamente a ambos lados de la soldadura.

Soldadura por arco eléctrico y gas inserte (MIG)

Macrografía de una unión soldada a tope de dos piezas de acero HARDOX 400. Se pueden apreciar los cordones realizados por ambas caras. Así mismo, se aprecian las zonas afectadas térmicamente a ambos lados de la soldadura.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada. En ella se pueden ver con más detalle las estructuras columnares de solidificación y el tamaño de grano de la zona adyacente.
Macrografía de una unión soldada a tope de dos piezas de acero HARDOX 400. Se puede apreciar un único cordón con falta de penetración en la cara opuesta y las zonas afectadas térmicamente a ambos lados de la soldadura.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada.
Macrografía de una unión soldada en ángulo de dos piezas de acero HARDOSX 400. Se puede apreciar un único cordón, la penetración de este en las piezas, las zonas afectadas térmicamente en ambas y dos grietas: en el final de la soldadura y en la raíz.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada. Se puede apreciar el crecimiento de grano en la zona afectada térmicamente.

Soldadura eléctrica por puntos

Macrografía de una unión por puntos de dos chapas de acero inoxidable X5CrNi18-10, mostrando la zona de fusión.
Macrografía de una unión por puntos de dos chapas de acero inoxidable X5CrNi18-10, mostrando la zona de fusión.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada. Se puede apreciar que la zona afectada térmicamente es casi inexistente, debido a que el material es muy estable a altas temperaturas, por lo que apenas se ha visto afectado por el sobrecalentamiento.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada. Se puede apreciar que la zona afectada térmicamente es casi inexistente, debido a que el material es muy estable a altas temperaturas, por lo que apenas se ha visto afectado por el sobrecalentamiento.
Macrografía de una unión por puntos de dos chapas de acero TRIP 690, mostrando la zona de fusión y las zonas afectadas térmicamente.
Macrografía de una unión por puntos de dos chapas de acero TRIP 690, mostrando la zona de fusión y las zonas afectadas térmicamente.
Micrografía de la imagen anterior, correspondiente a la zona remarcada. Se puede apreciar que la zona afectada térmicamente es extensa, debido a que el material sufre transformaciones a altas temperaturas. También se aprecia como la zona de contacto con los electrodos no ha sufrido fusión, debido a la disipación del calor hacia ellos, aunque sí afección térmica.
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