Industrias: Automotriz, Fabricación, Aeroespacial, Construcción, Ferroviaria.

Partes Típicas: Chasis, Rieles, Baterías, Chapas, Malla de alambre (Malla soldada).

Características y Beneficios: Fácil de actualizar, Inspecciones rápidas y confiables, Reducción de costos, Procedimiento de ejecución simple.

Paquete Recomendado: Equipo de Ultrasonido Wave o D-70, Transductor RB2010 10 MHz, Spot weld ball de 10 mm, 151631 y 151635.

APLICACIÓN
Evaluación de la integridad de uniones de soldaduras por puntos en metales.

La soldadura por puntos es una técnica comúnmente utilizada para unir dos piezas metálicas, generalmente, laminas, mediante una soldadura que hace que estas laminas se adhieran entre sí de manera instantánea, generalmente esta soldadura presenta una morfología circular. Este proceso es usado ampliamente en la industria automotriz para el montaje de la carrocería y
algunas uniones del chasis y, también, por otros fabricantes de láminas o chapas metálicas.

Las soldaduras por puntos se realiza haciendo pasar una corriente eléctrica a través de dos electrodos que presionan las láminas que se desea unir, esta corriente al ser de alta energía genera altas temperaturas en las láminas fundiendo el material de la zona en la que se encuentra la presión ejercida por los electros, al retirar la presión de los electrodos el material fundido solidifica de manera instantánea generando así un empalme de forma circular, a este empalme se le conoce como punto de soldadura o núcleo de soldadura.

diagrama soldaduras por puntos

Es importante mencionar que en caso que esta soldadura no sea realiza de forma adecuada, las piezas de interés no tengan una buena unión (fusión incompleta), o que el punto de soldadura sea más pequeño de lo que se requiere para asegurar una unión resistente. Estos problemas suelen ser visibles mediante inspecciones visuales; otra forma de garantizar una unió
uniforme es realizar pruebas de estiramiento las cuales son técnicas destructivas, aunado a esto se consideran ineficaces y se limitan a ciertas muestras. No obstante, con el equipo y la técnica adecuada, la inspección por ultrasonido en soldaduras por puntos proporciona información valiosa de manera rápida y no destructiva acerca de la calidad de la soldadura.

De esta forma podemos clasificar de maneras distintas los puntos de soldadura como:
• GOODWELD
• UNWELD
• UNDERSIZED
• STICK WELD

Equipo para inspección de
puntos de soldadura Spotweld

El equipo recomendado para inspeccionar puntos de soldadura, puede ser el detector de fallas WAVE O D-70 de la marca Sonates. Las inspecciones de puntos de soldaduras requieren
de transductores de altas frecuencias, así como de línea de retardo de forma cónica la cual garantice un acoplamiento homogéneo sobre el punto a inspeccionar por lo cual se
recomienda utilizar zapatas con diámetros de contacto de 3 a 6 mm (de 0,125 a 0,250 in).

Las puntas de goma de los transductores Sonatest están diseñadas para ser usadas con la familia de línea de retardo RDT y ofrecen una alternativa efectiva al enfoque más tradicional de los transductores de contacto de burbuja de agua.

Estos tienen una mejor expectativa de vida a diferencia de los transductores que cuentas con puntas de burbuja de agua y el uso del caucho reduce drásticamente la cantidad de acoplante
requerido para garantizar un buen contacto. Considerando que las superficies flexibles trabajan excepcionalmente bien en superficies irregulares.

Detector de fallas Ultrasónico WAVE

GOODWELD
En una soldadura correcta, la distancia entre los ecos será proporcional al espesor de la soldadura y la velocidad de caída (es decir, la velocidad por la cual los ecos disminuyen en amplitud) estará relacionada con la atenuación en el núcleo. Figura 1

Fig. 1 Barrido A Scan que muestra una buena unión entre placas (unión completa)

UNWELD
De no existir fusión entre las dos piezas metálicas, Una placa con una soldadura no realizada correctamente conduce a una secuencia de ecos largos con intervalos de ecos cortos correspondientes al espesor de la placa (superior). Figura 2

Fig. 2 B arrido A Scan que muestra el espesor de solo una lámina debido a una nula soldadura.

UNDERSIZED
En el caso de una soldadura de tamaño reducido, solo una porción del haz acústico será reflejada a partir del espesor total de las dos láminas de metal, mientras otra porción será reflejada a partir de un solo espesor. En el barrido A visualizaremos ecos pequeños, que representan el espesor de una sola lámina, estos tendrán lugar entre los ecos más grandes y de mayor separación, lo cual representa el espesor total de la soldadura. Figura 3

Fig. 3 Barrido A Scan ecos pequeños, que representan el esp esor de una sola lámina,
estos tendrán lugar entre los ecos más grandes y de mayor separación, lo cual representa
el espesor total de la soldadura

STICK WELD
Finalmente, en una condición de falta de adherencia (donde las láminas metálicas no son fusionadas; debido al calor insuficiente, la formación del núcleo de la soldadura no se lleva a cabo), la velocidad de caída del eco cambiará. Los ecos generados serán más grandes con un tiempo de reverberación «ring-down» más amplio, por lo que el material de soldadura es altamente atenuador debido a que posee una estructura de grano más gruesa. Esto lleva a que el ultrasonido transmitido disminuya rápidamente debido a la mayor atenuación. Figura 4

Fig. 4 Barrido A Scan que muestra la falta de adherencia entre las placas, los ecos generados serán
más grandes más amplios, por lo que el material de soldadura es altamente atenuador

Conclusión
Las pruebas manuales pueden ser muy efectivas para detectar condiciones de soldadura “defectuosas” asociadas con el proceso de unión de soldadura por puntos. Esto siempre depende del operador y necesita una buena comprensión de los principios ultrasónicos. El principal beneficio de las pruebas manuales es principalmente el bajo costo y la portabilidad en comparación con los sistemas fijos o robóticos más grandes.

Partes Típicas: Estructura, hélices y aspas, Paneles, Cuadros.

Métodos de inspección: Arreglo de fases, Escaneo lineal (L-scan), Automático o manual, Inmersión.

Paquete recomendable

• Rsflite/veo+/prisma
• UTmap/UTstudio+
• WP2 2.25 hasta 10MHz

Los compuestos han sido usados cada vez más remplazando los materiales tradicionales de construcción. Entre una serie de ventajas los compuestos proveen una alta resistencia con un peso bajo y resistencia a la corrosión, aunque la evaluación de calidad de éstos compuestos es un reto. Adoptar técnicas reconocidas de ultrasónico para mejorar la inspección de componentes compuestos puede proporcionar fiabilidad y resultados repetibles en exámenes en línea como de mantenimiento.

Una inspección con escáner linear (Cero grados) es altamente recomendada. Los componentes son anisotrópicos , lo que significa que tienen diferentes propiedades cuando de distintos ejes por lo que la velocidad de las ondas transversales varían con el ángulo del haz, haciendo un escáner angular inapropiado.

Características de los defectos:
Los defectos puedo originarse por un manejo inadecuado o abuso, pero también se pueden crear involuntariamente por el tiempo de producción. La falta de detección puede conducir a una vida de la pieza mucho más corta y posibles fallas de servicio.

Defectos de fabricación:

• Inserción de materiales desconocidos entre las capas
• Mala unión (Falta de adherencia)
• Capas sobrepuestas
• Porosidad
• Separación (Causada por la manipulación humana o de maquina)

A través de la inspección:
Éste enfoque está ampliamente extendido para la evaluación de panales, éstas estructuras pueden ser inspeccionadas con dos transductores secos apartados uno de otro, con esto podemos detectar falta de unión en el núcleo del panel.

Pulso eco

Por otra parte es posible inspeccionar el panal mismo usando una bajo frecuencia y ancho de banda con Sonatest Prisma, d-70, MS-700.(<1MHz). La función Dryscab verifica si la unión del panal es homogénea.

¿Amplitud base o tiempo de viaje base?
El C-Scan puede mostrar la información grabada de acuerdo al tiempo de viaje o la amplitud de señal. Para inspecciones de compuestos ambos datos son muy importantes porque indican diferentes zona del defecto. LA compuerta de posicionamiento de amplitud base frecuentemente monitorea el eco de pared posterior. Ésta información es muy sensible a variaciones en el acoplamiento, falta de uniones, porosidad y cualquier cosa que afecta la intensidad de la señal de cualquier manera… La compuerta de posicionamiento del C-Scan para tiempo de viaje puede ser posicionado entre el eco de pared posterior y el eco de disparo. Ésta vista es generalmente menos sensible que la vista previamente, aunque ésta mantiene la información de profundidad del defecto.

Amplitud C-Scan en materiales compuestos

Profundidad con C-Scan en materiales compuestos

Dimensionamiento de los defectos
Sonatest desarrolló una indicación de dimensionamiento única y automatizada, la cual permite al inspector encontrar de manera rápida y dimensionar sin esfuerzo la forma de la indicación. El algoritmo basado en la zona del defecto tiene criterios editables sobre la amplitud o el tiempo de viaje. El algoritmo permite una retroalimentación visual del área defectuosa mientras se envía la información dimensional sobre el defecto como profundidad, ancho, largo y área global.

dimensiones del defecto