Muchas aplicaciones de soldadura requieren una especificación de procedimiento de soldadura (WPS), un documento que brinda instrucciones sobre cómo completar las soldaduras de manera correcta y repetida. Cuando se escribe correctamente, un WPS ayuda a eliminar las conjeturas al producir soldaduras de alta calidad en todo momento.
Incluso cuando no se requiere una WPS para un trabajo, completar una puede ofrecer beneficios significativos para la calidad de la soldadura, el ahorro de tiempo y la reducción de retrabajos.
Escribir un procedimiento de soldadura, especialmente por primera vez, puede parecer abrumador, pero no tiene por qué serlo. Obtenga más información sobre los beneficios de utilizar estos documentos y consejos para redactar una WPS.
¿Cuándo se necesita una WPS?
Es posible que se requiera una WPS por el código de soldadura que se utiliza para el trabajo; esto es común para la soldadura estructural y de petróleo y gas, por ejemplo. Para algunos fabricantes, un WPS también puede ser una solicitud o requisito del cliente. Incluso cuando no es obligatorio, tener un WPS es una buena práctica para ayudar a garantizar un rendimiento de soldadura constante y optimizar la productividad.
Especificacion del procedimiento de soldadura
Una especificación de procedimiento de soldadura (WPS) proporciona instrucciones sobre cómo
Realice soldaduras de forma correcta y repetida. Cuando se escribe correctamente, un WPS
ayuda a eliminar las conjeturas al producir soldaduras de alta calidad en todo momento.
El documento describe los parámetros y procesos a seguir para crear una soldadura de calidad para el diseño y la aplicación específicos de la junta. Para ensamblajes complejos con diferentes diseños de juntas y tipos de soldaduras, pueden ser necesarios o beneficiosos múltiples procedimientos. La información detallada a menudo incluye el proceso de soldadura, tipo y tamaño del metal de aporte, secuencias de pasadas de soldadura, temperaturas de precalentamiento y entre pasadas, velocidad de alimentación de alambre, amperaje y voltaje. Cuanto más detallado sea el WPS, mejor.
También ayuda a comunicar las expectativas. Se pueden realizar buenas soldaduras con parámetros de baja productividad o parámetros de alta productividad. Para maximizar la rentabilidad de la operación de soldadura, el WPS puede delinear los parámetros que brindan calidad además de alta productividad.
Si una empresa tiene mucha rotación de soldadores, los detalles descritos en un WPS pueden ayudar a reducir el tiempo de capacitación y brindar consistencia sin importar el nivel de habilidad del soldador. La consistencia en la soldadura da como resultado la rentabilidad: cuanto más rápido se completan las soldaduras y cuanto menos retrabajo implica, más costos se reducen.
Cuando un código de soldadura incluye procedimientos precalificados que se seguirán, no es necesario escribir una WPS para esa aplicación. Los procedimientos precalificados describen métodos y parámetros probados para aplicaciones de soldadura específicas, casi como una plantilla para el éxito. Solo si el soldador debe desviarse de los rangos precalificados, el procedimiento deberá ser recalificado.
Soldadura
La información detallada en un WPS a menudo
incluye proceso de soldadura, tipo y tamaño de
metal de aportación, secuencias de pasadas de soldadura,
temperaturas de precalentamiento y entre pasadas, alambre
velocidad de alimentación, amperaje y voltaje.
¿En qué se diferencian un PQR y un WQR de un WPS?
Cada vez que haya un WPS, también habrá un registro de calificación de procedimiento (PQR), a menos que la aplicación esté utilizando procedimientos precalificados. Este documento es tan importante como el WPS, ya que respalda los procedimientos de soldadura con resultados de pruebas.
El análisis químico y las pruebas mecánicas son los resultados centrales de las pruebas PQR. Toda la información detallada en el WPS (la combinación de amperios y voltaje, secuencias de paso, metal de relleno, materiales base y diseños de juntas utilizados para producir una soldadura) se prueba para garantizar que produzcan las propiedades químicas y mecánicas necesarias. Luego, esos resultados se detallan en el PQR, que forma la base de los rangos que se proporcionarán para cada variable en el WPS.
Dicho de otra manera, el WPS detalla cómo se produce una soldadura de calidad, mientras que el PQR muestra las pruebas reales y los resultados de completar soldaduras con esas especificaciones.
Un registro de calificación de soldador (WQR) es otro documento que puede o no estar incluido con un WPS. Este registro muestra que un soldador ha probado y está calificado para realizar tipos específicos de soldaduras. A menudo se requiere para ciertos códigos, como AWS D1.1 Structural Welding Code - Steel. Tener un WQR es una indicación de que un soldador puede aplicar la especificación del procedimiento de soldadura para producir soldaduras de alta calidad.
Cómo escribir una WPS
Escribir un WPS requiere cierta investigación y experimentación para garantizar que los detalles que se incluyen sean efectivos para la aplicación específica. Hay recursos de ayuda disponibles. Al redactar un WPS, tenga en cuenta estos tres consejos.
Determine las expectativas de la soldadura a realizar. ¿Son las propiedades mecánicas el factor más importante? Por ejemplo, ¿es un requisito la tenacidad a baja temperatura? Si es así, puede ser conveniente especificar un nombre comercial del metal de aporte, en lugar de solo la clasificación, en el procedimiento de soldadura para garantizar que los requisitos se puedan cumplir de manera consistente. Si la productividad es un factor importante, tenga en cuenta el nivel de habilidad del taller. Resumir un control muy estricto de las variables de soldadura es excelente para la repetibilidad, pero esto introduce un nivel de dificultad para garantizar la conformidad.
Haz algunos deberes. Consulte las recomendaciones del fabricante, como las hojas de datos del metal de aportación de soldadura que se utilizará. Estos a menudo indican mínimos y máximos de un rango operativo aceptable y pueden usarse para desarrollar buenos parámetros de arranque. Sin embargo, no confíe solo en los rangos de la hoja de datos, ya que un WPS adecuado requiere probar la configuración para asegurarse de que funcionan para la aplicación y las condiciones específicas. Consulte el certificado de conformidad de un metal de aporte, que enumerará el gas y los parámetros utilizados, el diseño de la junta y otros factores. Para escribir un buen WPS, también es importante comprender la naturaleza del proceso y la soldadura deseada. Esto implica la consideración de cuatro cuestiones:
Material de soldadura
Incluso cuando no se requiere un WPS para un trabajo, completar uno
puede ofrecer beneficios significativos para la calidad de la soldadura, ahorro de tiempo
y la reducción de retrabajos.
Proceso frente a velocidad de desplazamiento: algunos procesos permiten velocidades de desplazamiento más altas debido a tasas de deposición más altas: un alambre con núcleo de metal en comparación con un alambre sólido o un alambre con núcleo de fundente en comparación con un electrodo de varilla, por ejemplo. Esto puede cambiar la secuencia de paso de la soldadura.
Diseño de junta frente a velocidad de desplazamiento: es fácil "montar en el charco" y no obtener una buena penetración cuando hay una abertura de raíz estrecha con poco bisel. Las juntas muy estrechas requerirán velocidades de desplazamiento más altas para garantizar una buena calidad de soldadura. Un diseño de junta estrecha también afecta la elección del diámetro del alambre. Un alambre más grueso proporciona una mayor deposición, pero puede llenar la articulación demasiado rápido y evitar una fusión adecuada.
Posición de soldadura frente a velocidad de desplazamiento: por lo general, el operador debe mantener una buena velocidad de desplazamiento al realizar una soldadura vertical hacia arriba o por encima de la cabeza, ya que ir demasiado lento hará que el metal fundido gotee. Un metal de relleno de alta deposición, como el alambre con núcleo de metal, puede no funcionar mejor para la soldadura vertical hacia arriba, ya que carece de escoria que soporta el charco de soldadura y requiere reducir la velocidad de alimentación del alambre para mantener un charco de soldadura adecuado. Tenga en cuenta la posición de soldadura y la velocidad de desplazamiento necesaria al elegir los procesos.
Tipo de material frente a entrada de calor: Ciertos materiales requieren un mejor control sobre la entrada de calor. Por ejemplo, los aceros de baja aleación de alta resistencia a menudo requieren un control más estricto de la entrada de calor y las temperaturas de precalentamiento / entre pasadas. Si la entrada de calor es demasiado alta o baja, puede afectar la calidad de la soldadura (ejemplo: agrietamiento inducido por hidrógeno) o propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción en la zona afectada por el calor.
Soldadura
Escribir un WPS requiere algunas investigaciones y pruebas para
Asegurarse de que los detalles que se incluyen sean efectivos para el
aplicación específica. Fichas de datos de metal de relleno o certificados
de conformidad puede ser un buen punto de partida para sugerencias
rangos de parámetros.
Haz un trabajo de laboratorio. Primero, es importante evaluar y asegurar un desempeño aceptable en los extremos superior e inferior del rango especificado en el procedimiento de soldadura. Si el rendimiento es inaceptable, limite ligeramente el rango. Luego, trabaje con el personal de piso para determinar el mejor equilibrio entre la productividad y el nivel promedio de habilidad del soldador. Esto puede requerir un estudio de tiempos. También es importante observar la sección transversal de la soldadura para asegurarse de que se obtiene una buena fusión y un buen perfil de cordón. Un operador puede estar soldando a una alta tasa de deposición pero no obteniendo una buena fusión de la raíz o una buena sección transversal general. La fusión radicular límite puede convertirse en una falta de fusión radicular con modificaciones menores en los parámetros de soldadura. Asegúrese de que el WPS ofrezca rangos sólidos y no deje lugar a errores.
Toques finales al escribir un WPS
Además de los detalles técnicos y la experimentación necesarios para escribir un buen WPS, también es importante seguir algunas pautas de formato básicas para aprovechar al máximo los procedimientos.
Utilice un formato y un flujo coherentes, lo que facilita la localización de la información y puede eliminar la confusión al examinar diferentes procedimientos. Esto es especialmente cierto cuando se utilizan varios procedimientos en un componente o proyecto. Se pueden encontrar ejemplos y plantillas de especificaciones de procedimientos de soldadura en el Anexo N de AWS D1.1 o en el Anexo O de AWS D1.5. ASME también ofrece una plantilla WPS. Aquí hay algunos ejemplos: un formulario WPS de muestra para soldadura por arco metálico con gas y soldadura con núcleo de fundente, un formulario PQR de muestra y un formulario WQR de muestra.
Otro paso que elimina la confusión es detallar los requisitos de secuencia de pases. Esto ayuda a los soldadores a calcular las velocidades de desplazamiento adecuadas, el ancho de tejido y la ubicación del cable. La colocación del cable no es algo que se describa normalmente en una plantilla de especificación de procedimiento de soldadura estándar, pero puede ser un factor importante para algunas aplicaciones automatizadas. En estos casos, observar la ubicación de los cables y los ajustes de oscilación puede suponer un ahorro de tiempo significativo si algo le sucede a la programación del robot.
Escribir e implementar una especificación de procedimiento de soldadura optimizado requiere hacer el trabajo preliminar. Hacer este esfuerzo ayuda a garantizar que las operaciones de soldadura produzcan un WPS que sea más efectivo para la aplicación específica, lo que puede reducir el reproceso y el tiempo de inactividad, acortar el tiempo de capacitación del soldador y reducir los costos generales.
