alivio de tensiones en soldaduras

XXX CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem
Del 13 al 15 de septiembre del 2004 Rio de Janeiro – RJ
ALIVIO DE TENSION PARA SOLDADURAS MEDIANTE TRATAMIENTO TERMICO Y
VIBRACIÓN: UNA COMPARACIÓN ENTRE LOS DOS MÉTODOS.

Giovanni S. Crisi (1)
Danila Pedrogan Mendonça (2)
ABSTRACTO
Aunque todavía no se ha aceptado oficialmente por los códigos americanos de
construcción y diseño de tanquespresurizados y tuberías, que siguen exigiendo que el
alivio de tensión de las soldaduras se haga por calor, el alivio de tensión por vibración ha
alcanzado mucha popularidad en los últimos años.
El propósito de este trabajo es hacer una descripción del método de vibración, los
principios teóricos en los que se basa, sus procedimientos operativos y el "estado del
arte" actual.
El documento secomplementa con una sección experimental. Tres piezas de tubería
fueron soldadas, una de las cuales se dejó "como fue soldada", la segunda se alivió la
tensión por calor y la tercera se alivió la tensión por vibración. Varias muestras de las
tuberías fueron cortadas, que se someterán a pruebas de tensión, impacto, dureza y
análisis metalúrgico.
Por último, los resultados de las pruebas sonpresentados, se hace una comparación
entre ellas y se discute la conclusión de los autores.

Palabras clave: tensión residual, alivio de tensión, tratamiento térmico, método de
vibración

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1) Ingeniero Químico. Profesor de la Escuela de Ingeniería Mackenzie, Sao Paulo, Brasil
gscrisi@mackenzie.com.br
(2) Ingeniero de Materiales. Curitiba, Brasil

1XXX CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem
Del 13 al 15 de septiembre del 2004 Rio de Janeiro – RJ

1. INTRODUCCION
Los métodos actuales para el alivio de tensión residual de las soldaduras son: mecánico,
por calor y electromagnético.
El método mecánico puede ser realizado por martillaje o vibración. El método de calor
consistirá en calentar toda la pieza soldada o cada soldadura, unapor una. El método
electromagnético usa la técnica de martillo electromagnético.
En el tratamiento térmico se calienta la pieza hasta que el punto de rendimiento se reduce
a menos que el de la tensión residual, que a su vez provoca la distorsión local moldeable,
la disminución de la intensidad de la tensión residual y la reducción de la dureza.
El método de vibración introduce energía en lapieza a través de vibraciones. Para la
estructura atómica tensa no hay diferencia entre la energía introducida a través del calor y
la energía introducida a través de las vibraciones. La energía aplicada reorganiza la
estructura cristalina, aliviando la tensión y la estabilizando la pieza, sin distorsión.
Este proceso es especialmente útil para aliviar la tensión de grandes estructuras, porlas
que el costo del tratamiento por medios eléctricos sería elevado, y para piezas con
intensas tolerancias dimensionales, en las que el tratamiento térmico podría causar
distorsiones que las superarían.
Los vibradores generalmente utilizados tienen una banda de frecuencia de 0 a 100 Hz.
Ellos están conectados a la estructura, que debe ser apoyada en bloques de goma. La
frecuencia esaumentada gradualmente hasta alcanzar la primera resonancia. Esta
resonancia se mantiene durante un período de tiempo determinado y, entonces, la
frecuencia se incrementa de nuevo hasta alcanzar la segunda resonancia y así
sucesivamente.
2. FUENTES DE TENSIONES RESIDUALES
Las tensiones residuales en soldaduras son producidas por tensiones localizadas en
metal ocurridas inmediatamente después dela soldadura, que son:
A) Tensión de Contracción. Esta es la principal fuente de tensión residual. Tiene lugar
durante el enfriamiento de las areas soldadas que han sido sometidas a calor no
uniforme.
B) Tensión debido al mayor enfriamiento de la superficie. Cuando una soldadura se enfría
la superficie se enfría más rápido que el interior, inclusive si este enfriamiento se produce
en aire...