¿Qué es la prueba de flexión en soldaduras y tipos de prueba de flexión?

¿Qué son las pruebas de Bend?

La prueba de flexión es una prueba cualitativa simple y económica que se puede utilizar para evaluar tanto la ductilidad como la solidez de una junta soldada o, con menos frecuencia, de un material parental. A menudo se utiliza como prueba de control de calidad para uniones soldadas a tope, y tiene la ventaja de la simplicidad tanto de las piezas de prueba como del equipo. No se necesitan equipos de prueba costosos, las muestras se preparan fácilmente y, si es necesario, la prueba se puede realizar en el taller como prueba de control de calidad para garantizar la consistencia en la producción.

Procedimiento de prueba de flexión (prueba de flexión guiada)

Las pruebas de  flexión se realizan generalmente en una  máquina de prueba universal utilizando un accesorio de flexión de 3 o 4 puntos. La prueba de plegado utiliza un cupón que se dobla en tres puntos a un ángulo específico (definido por el radio del troquel). La prueba de curvatura guiada es donde el cupón se envuelve alrededor de un formador de diámetro especificado y es el tipo de prueba especificado en el procedimiento de soldadura y las especificaciones de calificación del soldador. El diámetro del primero está relacionado con el espesor del material y el ángulo de curvatura y puede ser de 90, 120 o 180º. La parte exterior de la curva está muy deformada plásticamente (en tensión), de modo que cualquier defecto o fragilización del material será revelado por la falla prematura del cupón. Los estándares generalmente indican que un defecto de 3 mm o más es motivo de rechazo.
Por debajo de aproximadamente 12 mm de espesor de material, generalmente se prueban muestras transversales, con la raíz o la cara de la soldadura en tensión. El material de más de 12 mm normalmente se prueba mediante la prueba de flexión lateral que prueba el espesor total de la sección.

La prueba de flexión también se utiliza para las pruebas de rendimiento del soldador. Puede realizar pruebas radiográficas o ultrasónicas para calificar a su soldador, o puede realizar una prueba de curvatura de la raíz y una prueba de curvatura de la cara según los requisitos dados en la Tabla QW-452.1 (a) de la Sección IX de ASME. Ambos métodos son aceptables. Se exceptúan algunos procesos de soldadura y el soldador solo puede ser calificado mediante prueba de flexión y no se aceptarán radiografías ni ultrasonidos. (Como GMAW con cortocircuito como se requiere en ASME Sección IX y AWS D1.1).

En la siguiente figura se muestran dos tipos principales de prueba de flexión, es decir, flexión de 3 puntos y prueba de flexión guiada.

Tipo de muestra de prueba para prueba de flexión

El siguiente diagrama muestra los tipos de prueba de flexión:

  1. Flexión de la cara: cuando la carga se aplica en el lado de la raíz para que la cara de soldadura esté en tensión.
  2. Curva de raíz: aquí se aplica carga en el lado de la cara para que la raíz de la soldadura esté en tensión.
  3. Curva lateral: La carga se aplica en cualquiera de los lados de la muestra cortada transversalmente a la dirección de soldadura.
  4. Curva longitudinal: La curvatura longitudinal también tiene dos tipos: a) cara longitudinal yb) raíz longitudinal dependiendo de la dirección de la carga aplicada similar a la curva de cara y raíz como se muestra en los siguientes diagramas.

Dimensiones de las probetas de cara, raíz, transversal y curvatura longitudinal

Las dimensiones de los especímenes de prueba que se toman de la soldadura de ranura de placa a placa, soldadura de ranura de tubería a tubería se indican a continuación.

Dimensiones de la cara y la raíz transversales, dimensiones de la muestra de curvatura longitudinal como se muestra en la Figura a, b, c respectivamente [Excepto el ancho de las muestras de prueba de curvatura transversal de la cara y la raíz tomadas del cupón de prueba de ranura de tubería a tubería de NPS 4 (DN 100) o menos, consulte ASME SEC IX QW-462.3 (a)]. Y el espesor de la muestra de prueba para la cara y la raíz transversal, la curva longitudinal se da en la tabla 1.

Dimensiones de las probetas de curvatura lateral

1.Cuando el depósito de soldadura t es menor que el espesor del cupón T, el espesor de la muestra de curvatura lateral puede ser ‘t’.
2. Cuando el espesor del cupón T iguale o exceda 1-1 / 2 pulg. (38 mm), use uno de los siguientes:
(a) Corte la muestra en múltiples probetas de espesor y de aproximadamente iguales dimensiones 3/4 pulg . A 1 -1 / 2 pulg. (19 mm a 38 mm).
      y = espesor de la muestra probada cuando se toman varias muestras de un cupón.
(b) La muestra se puede doblar a lo ancho. Consulte los requisitos sobre el ancho de la plantilla en QW-466.1.

Estándares de prueba de flexión

1. ASTM E290 – 14 Métodos de prueba estándar para pruebas de flexión de material para determinar la ductilidad

2. Método de prueba estándar ASTM E190 – 14 para prueba de curvatura guiada para la ductilidad de las soldaduras

3. ISO 7438: 2016 Materiales metálicos – Ensayo de flexión

Pruebas de calidad y criterios de aceptación de los resultados de las pruebas de flexión según la Sección IX de ASME

Los criterios de aceptación para la prueba de flexión de la Sección IX de ASME para la calificación del procedimiento y la calificación del desempeño del soldador son los mismos. 

1. No se debe observar ninguna discontinuidad de más de 1/8 de pulgada (3 mm) en la longitud (en cualquier dirección) en la superficie convexa después de la prueba. 

2. Se aceptará cualquier formación de grietas y otras discontinuidades de menos de 1/8 de pulgada (3 mm). Si hay una grieta de más de 1/8 de pulgada (3 mm) pero comenzó desde el borde de la muestra de prueba, entonces será aceptable. Los bordes están sujetos a una concentración de tensión y no deben ser motivo de rechazo.

El resultado de las pruebas de flexión debe registrarse en el registro de calificación de procedimientos (PQR). 

De manera similar, se debe verificar en el registro de calificación de desempeño del soldador (si está calificado por la prueba de flexión)