Zurita Yugs Kevin Javier 16/10/2015 23/10/2015

Informe 1 Grupo y Subgrupo Laboratorio: GR8, B

Grupo materia: GR2

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍAMECÁNICA

LABORATORIO DE CIENCIA DE MATERIALES II

1. Tema Defectos en los materiales.

2. Objetivos Reconocer y clasificar diferentes tipos de discontinuidades según su tipo y según el

proceso de fabricación.

Indagar y verificar las causas de cada uno de las discontinuidades.

3. Datos ObtenidosPieza 3.3

Mordeduras, inclusiones, falta de penetración y salpicaduras de tamaño mediano debido a la soldadura

Porosidades ene l cordón de soldadura Falta de penetración de 1,5 mm Mordedura de 8 mm 3 mordeduras y una sobremonta a cada lado

fig.1: Pieza 3.3 vista superior y lateral.Fuente: Propia

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Pieza D12 (grande) Mordeduras, porosidades, inclusiones y falta de penetración Falta de penetración de 4,3mm

fig.2 : Pieza D12 grande vista superior y lateral.Fuente: Propia

Pieza D12 (pequeño) Mordeduras, porosidades, inclusiones y falta de penetración Una inclusión de 3 mm Falta de penetración de 2,5 mm

fig.3 : Pieza D12 pequeña vista superior y lateral.Fuente: Propia

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Pieza D11 Mordeduras, Porosidades y falta de penetración

a)

b)

fig.4 : Pieza D11. a) vista frontal. b) vista lateral.Fuente: Propia

Pieza D2 Grieta en caliente y frio, juntas, inclusiones y porosidades Rechupe de diámetro 10,5 mm Grieta en frío con área de 990,2 mm2

En un área de 671,3 mm2, existen unos 60 poros aproximadamente.

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a)

b) c)

fig.5 : Pieza D2. a) vista superior. b) vista lateral. c) plano delimitado para calcular porosidades.

Fuente: Propia

Cubo de Fundición Juntas frías, porosidades, incrustaciones Rechupe de 152 mm de diámetro

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fig.6 : Pieza cubo vista frontal y superior del rechupe.Fuente: Propia

4. Análisis de resultados ¿Por qué se generaron cada uno de los defectos encontrados?

Debido a varios factores como mal diseño de los moldes para fundición como en el

caso del cubo fundido que presenta grietas en frío. Para la soldadura por mal uso del

electrodo, mala selección del mismo, escases de fundente, sin una adecuada atmosfera

protectora o deficiente recubrimiento del electrodo, mal diseño de la junto y tanto

velocidad como posición de la soldadura erróneos, como en el caso de las juntas D12

donde presentan defectos de porosidad, falta de penetración y con inclusiones. Las

salpicaduras típicas se dan por altos voltajes y corrientes del operario, la porosidad en

la soldadura se da por gases atrapados en el proceso de solidificación. Los rechupes

del cubo se dan debido a la contracción del metal en el proceso de enfriamiento del

elemento y en consecuencia se producen grietas. Otro defecto presente es la falta de

penetración que se produce debido a un mal diseñó de las juntas, una mala elección

del electrodo, electrodo muy grande, unión muy pequeña, ángulo incorrecto de ataque

y amperajes incorrectos.

5. Preguntas ¿Formas o métodos para identificar las discontinuidades encontradas?

Para el reconocimiento de las discontinuidades en un elemento por lo general se utiliza

ensayos no destructivos como el uso de partículas magnéticas, tintas penetrantes,

radiografías y ultrasonido. También se puede determinar las discontinuidades

mediante inspección visual pero esta es menos precisa

- Partículas magnéticas: Se generan pequeñas partículas metálicas en la

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superficie y luego se somete a un campo magnético que provocara que estas se

agrupen en grietas u otras discontinuidades

- Tintas penetrantes: consiste en aplicar un líquido coloreado en la superficie de

estudio para revelar las discontinuidades.

- Radiografías: donde los tonos negros indicaran discontinuidad.

- Ultrasonidos: Se basa en la impedancia acústica donde las perturbaciones de

sonido indicaran problemas

¿Soluciones para prevenir o para evitar la formación de las discontinuidades encontradas?

Controlar la etapa de producción mediante el mantenimiento periódico de los equipos en el sistema de producción y capacitación correcta de los operarios. Además llevar con cuidado cada proceso reconociendo correctamente los factores o variables antes, durante y después del proceso seleccionado para evitar problemas por ejemplo de escoria o fundentes.

¿Cómo se podría saber si las discontinuidades encontradas son defectos? Basarse en una norma y liste cada una de las condiciones que determinaran si se acepta o no el material

Se debe realizar una prueba de análisis de falla para la evaluación de discontinuidades y ver si estas se encuentran dentro de la tolerancia de la norma, es decir no afecten el funcionamiento del elemento.Según la norma AWS D1.1 las condiciones son las siguientes:

- Las grietas son inaceptables independientemente del lugar donde se encuentren.

- Entre el material de aporte y el base debe existir una completa fusión.- Toda inclusión deberá ser llenada al cordón proporcionalmente excepto los

extremos de los filetes de soldadura.- Todos los perfiles de soldadura deben cumplir con un determinado aspecto.- La socavidad no excede de 1/32 para materiales con espesores pequeños.- Las porosidades no deben existir en las juntas, para filetes la suma de

porosidades visible debe ser de 1/32.

6. Conclusiones y Recomendaciones Las discontinuidades se generan debido a contracción en la fundición, mala

selección de electrodos, amperajes y voltajes incorrectos, etc. Y estos se pueden considerar defectos si no están dentro de la tolerancia de la norma.

Se evita en gran porcentaje las discontinuidades si se controla el proceso de fabricación y el conocimiento del operario.

En la fundición las discontinuidades tienen mayor probabilidad de existir debido a las muchas causas que las pueden producir.

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Las fallas también se dan después del proceso correspondiente por lo que el proceso se debe controlar incluso después de obtener el elemento.

Las discontinuidades pueden ser aceptables en un elemento si este no se ve afectado en su funcionamiento.

Se debería examinar mas fallas especificas en diferentes elementos. El análisis por ensayos no destructivos debería realizarse a la par de las

observaciones de las discontinuidades y defectos. Profundizar más en las causas que provocaron las fallas revisando detenidamente

cada una.

7. Referencias[1] Ramachandran, V. (2005). Failure analysis of engineering structures: methodology

and case histories. ASM International.

[2] Jeffus, L. (2009). Soldadura: principios y aplicaciones (Vol. 3). Editorial Paraninfo.

[3] Wulpi, D. J. (2013). Understanding how components fail. ASM international.

[4] Flores, L. (s,f de 09 de 2014). Wordpress. Obtenido de Ensayos no destructivos:

https://chirinossilvaroger.files.wordpress.com/2012/05/trabajo-de-ensayos-no-

destructivos.pdf