Tres consejos para medir soldaduras con la fluorescencia de rayos X (XRF)

La soldadura es la unión de dos materiales, que se logra por medio de la aplicación de un nivel de calor superior al de las temperaturas de fundición del material. Existen varias técnicas de soldadura, como las soldaduras por láser, estado sólido y arco.

En las soldaduras por arco, dos piezas se unen usando un arco eléctrico para fundir las piezas del metal de base y el material de relleno. En este caso, es importante conocer las composiciones de los tres materiales para poder calcular la composición final esperada que formará el cordón de la soldadura.

Los materiales, como varillas o hilos metálicos, se enriquecen, en comparación con los materiales que son unidos, a fin de compensar los efectos de dilución en el cordón de la soldadura fundida. En teoría, el cordón de la soldadura obtendrá una composición mixta de cerca el 70 % que proviene del material de relleno y 30 % del material de base (15 % de cada material de base que es unido). Por ejemplo, al soldar dos piezas de metal, se espera que la composición final del cordón de la soldadura sea de 70 % de relleno de la varilla de electrodo, 15 % del material de base A (MBA) y 15 % del material de base B (MBB). En función de la aplicación, conocer la composición química del cordón de la soldadura es importante para asegurar las propiedades mecánicas correctas o su resistencia ante la corrosión. También es importante verificar que los materiales usados y el tipo de soldadura no tengan efectos negativos en la composición química del cordón.

1. Uso de la biblioteca de soldaduras del analizador

El grado del material que compone las varillas de electrodo presenta frecuentemente niveles superiores en comparación con los elementos principales de aleación a fin de contrarrestar los efectos de dilución en la soldadura. Los analizadores XRF Vanta^™ son suministrados con una biblioteca de soldadura de base, que además es personalizable. El uso del analizador con la biblioteca de soldadura antes y después de soldar permitirá confirmar la composición química del material o identificará la aleación del material con el cual se trabaja. Esto permite minimizar mezclas de material en el sitio de trabajo.

Biblioteca de soldadura del analizador Vanta

2. Medición del extremo de la varilla o análisis de la soldadura

Las varillas destinadas a la soldadura presentan un revestimiento de flujo que mejora el proceso de la soldadura; sin embargo, este agente difiere en cuanto a su composición química del resto de la varilla. La fluorescencia de rayos X (XRF) es un análisis de superficie; por lo tanto, al analizar el agente de flujo, los resultados no permitirán saber de qué está compuesta la varilla.

Si la varilla no se encuentra revestida, esta última puede ser analizada directamente. Pero, de estar revestida, se necesitará analizar uno de sus extremos. Por lo general, dicha área no presenta revestimiento de flujo; y, al no estar revestida, puede ser analizada por XRF.

En caso de que la varilla se encuentre completamente revestida, incluso en esa condición es posible analizarla. A modo de ensayo, produzca un punto de soldadura usando la varilla de interés; a continuación, ubique el analizador directamente sobre el punto soldado después de que se haya solidificado y analícelo.

El extremo de la varilla dedicada a soldadura frecuentemente no se encuentra revestida en flujo.

3. Saque el máximo provecho del colimador y la máscara de soldadura (accesorio opcional) de su analizador.

Colimación de punto

Al analizar una soldadura con su analizador XRF, es importante analizar solo la soldadura y no el material de contorno. No obstante, enfocar el punto de colimación solo en el cordón de soldadura puede ser complejo sin contar con alguna forma que permita aislarlo. El colimador de punto pequeño opcional del analizador reduce el ancho del haz de rayos X y permite enfocar la medición en el propio cordón.

El colimador también facilita el análisis del material de base y la zona afectada térmicamente por calor (HAZ). Una función interesante que puede colaborar con el colimador es la cámara de enfoque micrométrico, la cual permite capturar imágenes de la muestra para fines de control de calidad y generación de informes de inspección.

Visualización a través de la cámara de enfoque con la opción de colimación desactivada (izq.) y activada (der.)

Máscara de soldadura La máscara de soldadura Vanta es un accesorio que reduce el área de análisis sin colimación. Ella funciona de forma excelente en el caso de soldaduras de mayor dimensión que cubren la ventana de la máscara. Es idónea para análisis rápidos de soldaduras y la verificación de materiales. En cambio, el colimador favorece los análisis con una ubicación visual precisa de la soldadura en el caso de la identificación de elementos ligeros o ensayos más profundos.

El extremo de la varilla dedicada a la soldadura frecuentemente no se encuentra revestida en flujo.

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