La Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS) es un documento formal que detalla los pasos y condiciones necesarios para realizar soldaduras de calidad en cumplimiento con los requisitos del código. Su objetivo es asegurar que todas las uniones soldadas sean sólidas y posean las propiedades adecuadas para su aplicación en estructuras y elementos presurizados.
Importancia de los WPS
Los WPS proporcionan instrucciones detalladas por escrito sobre las condiciones de soldadura a utilizar, garantizando así que las uniones soldadas cumplan con las propiedades requeridas. Aunque su principal objetivo es orientar a los soldadores, los inspectores de soldadura también deben estar familiarizados con ellos, ya que los utilizan para verificar el cumplimiento de los requisitos especificados por los soldadores.
Procedimientos de Soldadura Calificados
La práctica estándar en la mayoría de las aplicaciones es utilizar WPS calificados. Para calificar un procedimiento de soldadura, generalmente se realiza una soldadura de prueba para demostrar que las propiedades de la unión cumplen con los requisitos establecidos por la norma aplicable y el cliente.
Además de demostrar las propiedades mecánicas de la unión, es fundamental asegurar que la soldadura se realice sin defectos. De esta manera, las soldaduras de producción que siguen condiciones de soldadura similares a las utilizadas en la soldadura de prueba tendrán propiedades equivalentes y serán adecuadas para su propósito previsto.
Calificación del Procedimiento de Soldadura: Secuencia Típica
El proceso de calificación de un procedimiento de soldadura generalmente sigue una secuencia como la siguiente:
- El ingeniero de soldadura redacta una Especificación de Procedimiento de Soldadura preliminar (pWPS) para cada cupón de prueba que será soldado.
- Un soldador realiza el cupón de prueba siguiendo el pWPS, mientras que un inspector de soldadura registra todas las condiciones de soldadura utilizadas (condiciones de ejecución). Puede ser requerida la presencia de un examinador independiente o un organismo externo para supervisar la calificación del procedimiento.
- El cupón de prueba se somete a ensayos no destructivos (END) como inspección visual, ensayos de líquidos penetrantes o magnéticos, y ensayos radiográficos o ultrasónicos.
- El cupón de prueba se somete a ensayos destructivos, como pruebas de tracción, flexión y macroestructura. Dependiendo del material y la aplicación, el código o estándar aplicable puede requerir pruebas adicionales, como dureza, impacto o corrosión.
- El ingeniero de soldadura prepara un Registro de Calificación del Procedimiento de Soldadura (WPQR) que detalla las condiciones de soldadura empleadas, los resultados de los ensayos no destructivos y destructivos, y las condiciones de soldadura permitidas para la producción.
- Si hay un inspector externo, se le solicita que firme el WPQR como un registro válido de la prueba.
Estándares de Soldadura para la Calificación de Procedimientos Existen normas europeas y americanas que brindan detalles completos sobre los requisitos para la calificación de procedimientos de soldadura. Algunos ejemplos de estos estándares son:
Normas Europeas:
- EN ISO 15614: Especificación y Calificación de Procedimientos de Soldadura para Materiales Metálicos.
- Parte 1: Soldadura por arco y gas de aceros y soldadura por arco de níquel y aleaciones de níquel.
- Parte 2: Soldadura por arco de aluminio y sus aleaciones.
Normas Americanas:
- ASME Sección IX: Sistemas presurizados (recipientes y tuberías).
- AWS D1.1: Soldadura estructural de aceros.
- AWS D1.2: Soldadura estructural de aluminio.
El Proceso de Calificación de Procedimientos de Soldadura Aunque los WPS calificados generalmente se basan en soldaduras de prueba para demostrar las propiedades de las uniones soldadas, los estándares de soldadura también permiten la calificación de WPS en base a otros datos.
Algunas formas alternativas de calificar un WPS son:
- Adoptar un procedimiento de soldadura estándar: utilizando soldaduras de prueba previamente calificadas y documentadas por otros fabricantes.
- Basarse en la experiencia previa en soldadura: utilizando uniones soldadas que se han realizado repetidamente y que han demostrado poseer propiedades adecuadas según su historial de servicio.
Relación entre un WPQR y un WPS
Una vez que se ha obtenido un Registro de Calificación del Procedimiento de Soldadura (WPQR), el ingeniero de soldadura puede redactar WPS calificados para las distintas uniones de soldadura de producción que se realizarán.
Las condiciones de soldadura que se pueden incluir en un WPS calificado se conocen como rango de calificación y dependen de las condiciones de soldadura utilizadas en el cupón de prueba (detalles de ejecución), que forman parte del WPQR.
Las condiciones de soldadura se clasifican como variables esenciales o no esenciales y se definen como:
- Variable esencial: aquella que afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y, si se modifica más allá de los límites especificados por la norma, requerirá una recalificación del WPS.
- Variable no esencial: aquella que debe especificarse en un WPS, pero no afecta significativamente las propiedades mecánicas de la soldadura y puede modificarse sin necesidad de recalificar el procedimiento, aunque se deberá redactar un nuevo WPS.
Dado que las variables esenciales pueden influir en las propiedades mecánicas, son las variables de control que determinan el rango de calificación y establecen lo que se puede incluir en un WPS.
Si un soldador realiza una soldadura de producción utilizando condiciones que están fuera del rango establecido en un determinado WPS, existe el riesgo de que la unión soldada no cumpla con las propiedades requeridas. En ese caso, hay dos opciones:
- Realizar otra soldadura de prueba utilizando condiciones de soldadura similares a las utilizadas en la soldadura afectada y someterla a las mismas pruebas empleadas en el WPQR correspondiente para demostrar que las propiedades aún cumplen con los requisitos especificados.
- Retirar la soldadura afectada y volver a soldar la junta estrictamente de acuerdo con el WPS designado.
La mayoría de las variables de soldadura clasificadas como esenciales son las mismas en los estándares de soldadura europeos y americanos, aunque sus rangos de calificación pueden diferir. Además, algunos estándares pueden especificar sus propias variables esenciales, por lo que es importante tenerlas en cuenta al calificar los procedimientos y redactar los WPS.
Ejemplos de variables esenciales (según las Normas Europeas de Soldadura) son:
- Tipo de soldadura
- Posición de soldadura
- Espesor del material base
- Diámetro del electrodo
- Tensión y corriente de soldadura
- Velocidad de soldadura
- Preparación del bisel
- Temperatura interpasos
- Secuencia de soldadura
Estos ejemplos son solo una muestra de las variables esenciales que deben considerarse en la calificación de procedimientos de soldadura según los estándares de la Unión Europea.
