¿Qué es la porosidad en la soldadura?

Soldar es un gran trabajo y los soldadores fabrican productos que conllevan mucha responsabilidad. Si la soldadura no se hace bien, el resultado puede ser catastrófico, ya que las piezas pueden romperse, las personas pueden resultar lesionadas y la reputación puede arruinarse. Una debilidad común en los materiales soldados es la porosidad. Este artículo responde a la pregunta: “qué es la porosidad en la soldadura”, junto con las causas, cómo prevenirla, si se puede reparar y la cantidad aceptable de porosidad en un producto terminado.

Porosidad de soldadura

La porosidad es una forma de contaminación metálica. Esto da como resultado una soldadura débil llena de burbujas que no cumple con el código, ya que puede debilitar las estructuras y hacer que colapsen.

La porosidad en la soldadura ocurre cuando un baño de soldadura fundido absorbe y atrapa hidrógeno, oxígeno y nitrógeno gaseoso. Durante la solidificación, estos gases quedan atrapados dentro del metal fundido, lo que resulta en cavidades. 

La porosidad puede ser  aleatoria: orientada al azar, distancias desiguales  . También se puede  aislar: espaciado a una pulgada de distancia en todos los lados  .

También existen diferentes tipos de porosidad en la soldadura. Éstos incluyen:

  • Porosidad distribuida   : poros que se distribuyen por toda la soldadura.
  • Poros superficiales frágiles   : poros que rompen la superficie. 
  • Agujero de gusano  : poros alargados que parecen un patrón en espiga en la radiografía
  • Tubos de cráter  : una cavidad de contracción al final del paso de soldadura causada por la contracción durante la solidificación.

¿Qué causa la porosidad en la soldadura?

Ahora que sabe qué es la porosidad, es posible que se pregunte qué la causa. Aquí es donde las cosas se ponen un poco complicadas porque no hay solo una o dos cosas que pueden causar porosidad, sino un montón de cosas. 

A continuación se muestra una lista de las razones más comunes de porosidad:

  • Gas en el cilindro.
  • Corrientes de aire de ventiladores de techo y piso, puertas abiertas y maquinaria.
  • Humedad del rocío de la mañana, agua y condensación.
  • Salpicaduras de soldadura que obstruyen la apertura de la boquilla.
  • Distancia entre la tobera de soldadura y el baño de soldadura.
  • Ángulo inadecuado entre las pistolas GMAW, FCAW o SMAW y el sello.
  • Contaminación por pintura, aceite, pegamento, sudor y grasa.
  • Equipo dañado, obstruido o contaminado, como una manguera de gas doblada.
  • Gas de soldadura contaminado que provoca un punto de rocío incorrecto.
  • Junta de soldadura abierta en la raíz.
  • Juntas tóricas dañadas en pistolas o tapas de antorchas.
  • Solenoide de gas defectuoso o dañado en el alimentador de alambre.
  • Oxidación por soldadura sobre herrumbre.
  • Compuestos de galvanizado.
  • Mantenimiento y almacenamiento inadecuado de equipos.
  • Alto flujo de gas.
  • Aplicación y uso inadecuado de aerosoles, geles o compuestos anti-salpicaduras.
  • Metales de aportación de soldadura contaminados y guantes sucios que entran en contacto con el arco de soldadura caliente.
  • Revestimientos de armas de GMAW contaminados.
  • Ciertos tipos de spray antisalpicaduras, así como cantidades excesivas.

Además de esta larga lista, también es importante saber que cada tipo de porosidad que mencionamos anteriormente tiene su propio conjunto de causas. Centrarse en los diferentes tipos y sus causas puede ser más fácil que centrarse en todo al mismo tiempo.

Porosidad distribuida y poros que rompen la superficie

Las fugas en las líneas de gas, el alto flujo de gas, la turbulencia excesiva y las corrientes de aire en el baño de soldadura a menudo dan como resultado porosidad. De hecho, si el gas protector tiene sólo un 1% de arrastre de aire, resultará en una porosidad distribuida. Cualquier cantidad por encima del 1,5% del arrastre de aire resultará en poros que rompen la superficie.

Si está soldando materiales que tienen recubrimientos superficiales, por ejemplo,  recubrimientos de zinc y pinturas de imprimación  , existe un alto riesgo de porosidad ya que estos recubrimientos generan grandes cantidades de humos al soldar. Las juntas en T son particularmente vulnerables a la porosidad, más que las juntas a tope, y el riesgo aumenta si el filete soldador suelda ambos lados. 

También hay imprimaciones soldables, llamadas imprimaciones bajas en zinc. Si estas imprimaciones cumplen con el espesor apropiado según las recomendaciones del fabricante, no es necesario quitar ninguna de las imprimaciones antes de soldar.

El gas hidrógeno generalmente proviene de la humedad resultante de electrodos mal secos, la superficie de la pieza de trabajo, fundente o grasa y aceite en la pieza de trabajo o alambre de relleno.

Agujeros de gusano

Los agujeros de gusano son causados ​​por el exceso de gas que se forma en las grietas, especialmente en el espacio debajo de la parte vertical en un plano horizontal-vertical, y juntas en T que están soldadas en las esquinas en ambos lados.

Al igual que con la porosidad distribuida, el miembro vertical imprimado en las juntas en T debe cumplir con el espesor recomendado por el fabricante, que normalmente es de 20 µm.

Tubos de cráter

Cuando hay algo de porosidad del gas, se puede formar una tubería de cráter durante la solidificación final. Esto se debe a la contracción y a menudo se ve exagerado por las condiciones presentes cuando se produce el cambio de volumen durante la transformación de líquido a sólido. Concretamente, la rápida solidificación que se produce en el baño de fusión se produce cuando se extingue el arco de soldadura. Si evita que el alambre de soldadura se adhiera al charco de soldadura antes de extinguir el arco de soldadura, es más probable que se forme un cráter.

Cómo evitar la porosidad en la soldadura

Con todos estos problemas que pueden producir porosidad, puede parecer imposible de evitar. Sin embargo, en realidad es todo lo contrario. La porosidad puede ser fácil de evitar y se vuelve aún más fácil a medida que adquiere más experiencia en soldadura. 

Las formas más fáciles de evitar la porosidad son las precauciones que todo soldador ya debería practicar. Éstos incluyen: 

  • Mantenga sus materiales limpios.
  • Comprobando su flujo de gas.
  • Comprobando su equipo.
  • Seguimiento de las condiciones de su espacio de trabajo.
  • Comprenda el procedimiento de soldadura correcto.

Otra forma fácil de evitar la aparición de porosidad en sus soldaduras es estudiar y memorizar todas las diferentes causas que hemos enumerado anteriormente. Esto por sí solo puede reducir drásticamente la tasa de porosidad producida. 

Además de estos principales métodos de prevención, hay muchas otras cosas que puede hacer según el tipo de porosidad. Estos métodos incluyen:

Porosidad distribuida y poros que rompen la superficie

  • Fuente de gas:  identifique la fuente de gas y retírela. Esto puede ser causado por fugas de aire, turbulencias en el baño de soldadura, aplicación incorrecta o composición desoxidante del relleno, flujo de gas protector demasiado alto y corrientes de aire. Debe inspeccionar y solucionar estos problemas.
  • Hidrógeno:  Seque el fundente y el electrodo de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y limpie la superficie de la pieza de trabajo.
  • Recubrimientos superficiales:  Limpiar los bordes de las juntas justo antes de soldar y comprobar el espesor de la imprimación soldable.

Agujeros de gusano

  • Generación de gas:  Limpie las superficies donde ocurrirá la soldadura y elimine los contaminantes de la superficie como óxido, grasa, aceite y residuos. Retire los recubrimientos de la superficie y verifique el grosor de la imprimación.
  • Geometría de juntas: evite geometrías de juntas  que produzcan cavidades.

Tubos de cráter

  • Eliminar tope:  Las etiquetas de goteo permiten que el arco de soldadura se extinga fuera de la junta soldada. Debe moler los cordones de soldadura de la parte superior del cráter y luego pasar al siguiente electrodo.
  • Técnica de  soldadura  :  use las funciones de llenado de cráter o pendiente descendente y agregue material de relleno antes de la remoción del charco de soldadura.
  • Guía de video para la prevención de la porosidad en la soldadura

Cómo reparar la porosidad en las soldaduras

Incluso con todas las diferentes formas de prevenir la porosidad, siempre habrá una pequeña posibilidad de que aparezca en sus soldaduras. Afortunadamente, la porosidad se puede corregir en determinadas circunstancias.

Primero debe detectar la presencia de porosidad utilizando PT o una técnica de inspección de partículas magnéticas, como una inspección por rayos X o por ultrasonidos (para imperfecciones del sótano). Los poros pequeños, especialmente en las secciones más gruesas, son difíciles de detectar.

La porosidad en sí no se puede corregir con exactitud. Por el contrario, puede reparar la soldadura quitando el ranurado localizado o esmerilándolo. Sin embargo, esto es solo si la porosidad está contenida. Si se derrama, debe quitar toda la soldadura, volver a preparar la unión y soldar de acuerdo con el procedimiento de soldadura.

¿Qué porosidad es aceptable en una soldadura?

No existe una respuesta general sólida y verdadera a esta pregunta, ya que depende de su código de construcción de soldadura. Dicho esto, la American Welding Society requiere lo siguiente:  Los diámetros de porosidad visible deben ser de 3/8 de pulgada (o 9,4 mm) o menos, en cualquier pulgada lineal de la soldadura, y de 3,4 pulgadas (o 19 mm) en un 12- pulgada de longitud de la soldadura.

En caso de duda, debe verificar su código de construcción de soldadura y volver a soldar.

Conclusión

La porosidad es un defecto común que ocurre en la soldadura y puede ser causado por varias cosas diferentes. Afortunadamente, la tasa de prevención es de alrededor del 90% y la mayoría de los rechazos se pueden rehacer para cumplir con los códigos de soldadura. Lo importante es estar atento, informado y honesto sobre el trabajo que estás haciendo y corregir los errores que cometas.