norma-d13-espaol-para-carroceros compress

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.
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.
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 denominaran láminas de iguales o
menores 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 Bas e. El metal base de lámina
de acero soldada bajo este código deberá hacerse bajo los
requerimientos de la última edición de una de las
especificaciones 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
Rolled. Calidad Estructural (ASTM A570).
sin
protección
Hot
(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 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
Revestido (SMAW).
1.4.4.1
Eléctrico
y
Electrodo
Manual
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.
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 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.
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
soporte estructural más grueso.
de
acero
y
un
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-V- Groove 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 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
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).
13
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
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
de
Carga
Permitida
en
las
Uniones
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:
Figura 2.1 – Soldadura de Ranuras Cuadradas en Uniones de Raíz
(ver 2.2.1 y 2.3.2)
15
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:
2.2.3
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)
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)
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 (t w) 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 P = 0.88(t)da Fu, para da/t ≤
140/√ Fu Fórmula(7)
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))
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)
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 = ﴾d2 /4 + L d /3﴿ F
e
e
(Fórmula 12)
xx
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)
2
P = 0.112 [1+960t/ da Fu]t da F
u 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.
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
2.3.6
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).
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 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
ranura de doblez sencillo (ver 2.3.4.1)
Figura 2.10 Soldadura en
en V sencilla (ver 2.3.4.2)
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)
Figura 2.12 - Soldadura a lo Largo de una nervadura Vertical (Ver 2.2.5)
Figura 2.13A – Distancias para Cordón
para de Soldadura por Arco (ver 2.3.6.3)
Figura 2.13B – Distancias
Tapones de Soldadura con
Arco (ver 2.3.7.3)
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
metal de aporte de la tabla 1.1.
corresponda
a
un
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.
3.2
Detalle 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.
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.
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
como se muestra en la Figura 4.1.
soldar
juntas
(2)
La soldadura debe tener una apariencia uniforme y debe
estar libre de:
(a) Fracturas
(b) Refuerzos que no estén de acuerdo con 6.1.1.2
(c) 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.
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
siguientes criterios:
se cumplen los
(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 visualmente
discontinuidades (p.e. escoria, porosidades) y
(b) El tamaño de la soldadura
que el espesor de la lámina.
tw es igual o mayor
Nota: Se debe ignaorr las fisuras detel Mal Base.
(3) Después de la inspección visual de las soldaduras
aceptables, las dos piezas se deben separar
l
doblándolas
ocompletamente
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):
(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.
(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
lámina
a soporte estructural
espesor de lámina dados.
estructural califica para
para una posición y
(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.
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
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.
(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).
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
(1)
(2)
(a)
Prueba e Inspección.
La parte saliente de la lámina deberá ser doblada (ver Figura
4.6) hasta que el tapón se desprenda de cualquiera de las partes.
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.
4.7.1.2 Porcesos. 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
4.7.2
Soldadura Vertical. Cuando se suelde en
posición vertical, un cambio en la dirección de
la soldadura requiere de recalificación.
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:
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
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
PQR esenciales cambios de variables1 que requieren recalificación de WPS: SMAW,
GMAW,FCAW,GTAW Y SAW.
Esenciales variable que se requiere recalificación cambia a PQR
1. Un cambio en la clasificación de electrodo (por ejemplo, cambiar de E6011 a E 6012)
SMAW
x
GMAW
x
FCAW
x
2. Un cambio en el tipo de electrodo tungsteno según ANSI / AWS A5.12
GTAW
x
SAW
x
x
3. Un creciente cambio el metal de relleno nivel de resistencia (un cambio de E70xx a E80xx-x,
por ejemplo, pero no al revés)
x
x
x
x
x
4. Un cambio en el diámetro del electrodo
x
x
x
x
x
5. Un cambio de más de 1/16 (1,6 mm) en el diámetro nominal del alambre de relleno
x
6. La adición o la eliminación de metal de aportación
x
7. Los cambios de color canela más 10% por encima o por debajo de la tasa de fusión,
amperaje, o la velocidad de alimentación de alambre, en el caso de emplazamiento de arco,
arco o soldaduras sean, una reducción en la velocidad de fusión, la corriente de soldadura, o
la velocidad de alimentación de alambre de más de 5%
x
x
x
x
x
8. Un cambio en el tipo de corriente de soldadura (AC o DC) o polaridad
x
x
x
x
x
a) Un cambio en el espesor de la base metálica de chapa de acero bronceado por más
del 10% para soldadura de arco y punto cordón de soldadura de arco
x
x
x
x
x
(b) para otras articulaciones que los de (9) (a), un cambio en el espesor de la chapa de
acero a menos de 0,5 T o mayores que 2t, donde t es el espesor de la chapa más delgada
calificado
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
10. Un aumento en la abertura de raíz cuadrada de una soldadura de ranura
x
x
x
x
x
11. Un cambio en el tipo de material de revestimiento, o la adición, pero no la eliminación, de
material de recubrimiento sobre el metal de base. (nota: anti-salpicaduras compuesto no se
considera un material de recubrimiento.)
x
x
x
x
x
12. Un aumento superior al 30% en el espesor de recubrimiento de la chapa de acero
x
x
x
x
x
13. Un cambio de posición
x
x
x
x
x
14. En la soldadura de la posición vertical, un cambio en la progresión especificado desde
abajo a arriba, o viceversa
x
x
x
x
x
x
9. Un cambio en el espesor de la chapa de acero se enumeran a continuación:
(c) Como una alternativa aceptable a (9) (b), la prueba de calificación siguiente (d y e)
puede ser utilizado para cubrir la gama completa de todo el acero espesores de chapa
(d) Una calificación de soldadura realizada en chapa de acero calibre 18 proporcionará
capacitación para que los WPS para chapa de acero calibre 16 y más delgada:
15. Un cambio en el gas de protección
16. La eliminación, pero no de la adición, de soporte de seguridad de gas o de soporte
permanente o desprendible.
x
x
17. Un cambio en el flujo de clasificacion AWS
x
18. Un cambio en bronceado más 10% por encima o por debajo de la media especificada del
arco 46oltaje PQR para cada diámetro de electrodo usado
x
x
19. Un aumento de 25% o más, o una disminución de 10% o más de la tasa de flujo o mezcla
de gases de protección
x
x
20. Un cambio en el modo de transferencia de metal a través del arco
x
21. Un cambio de alimentación de hilo frío para alimentación de alambre caliente o viceversa
x
x
x
22. Por soldaduras cuadrados de ranura en juntas a tope, un cambio en la soldadura de
ambos lados de la soldadura de un lado, pero no a la inversa
x
x
x
x
x
23. Por punto de arco y arco sean soldaduras, una disminución en el diseño de soldadura de
tamaño d
x
x
x
x
x
1
La "x" indica aplicabilidad para el proceso: un área sombreada indica no aplicabilidad
47
(A) Square-groove butt joint-welded from both sides
(A) Soldadura plancha cuadrara junta a tope por ambos lados
48
49
50
51
52
53
54
55
56
ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS)
(Form A-2)
Nombre de la Empresa_____________________________
Especificación
del
Procedimiento
de
Soldadura
No.
Por__________________________
_____
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_____________________
del Filete: _______________________
Progresión: _____________________________
No. De
Pases
Tamaño
del
Electrodo
PRECALENTAMIENTO (1.1.1 y 5.1) Posición
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)
(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)
(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 W PS 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/AW S D1.3 (del año ______), Sturctural
Welding Code – Sheet Steel
Autorizado por: _______________________________Fecha: dd____ mm__________aa______
59
60
61
62
63