EQUIPO PARA ENSAYOS DE PROBETAS DE SOLDADURA.

Equipo para ensayos de probetas de soldadura, que comprende una mordaza (19) de sujeción de la probeta (38),

una unidad de doblado (21) giratoria, y una unidad hidráulica de giro (22). La mordaza (19) y la unidad de doblado (21) van montadas sobre un plato (16). La unidad hidráulica de giro va montada por debajo del plato y conectada a la unidad de doblado (21) para su accionamiento.

Equipo para ensayos de probetas de soldadura Campo de la invención La presente invención se refiere a un equipo para ensayos de probetas de soldadura, y mas concretamente para llevar a cabo ensayos destructivos de doblado en probetas de soldadura de materiales de naturaleza metálica, destinados a garantizar la ductibilidad y/ausencia de imperfecciones sobre la superficies de las uniones o cerca de ellas.

Antecedentes de la invención El empleo de maquinas para la realización de ensayos es un echo antiguo y que ha evolucionado muy poco a poco, a veces, debido a al intervención de catástrofes al no haber comprobado de manera experimental el comportamiento del material y la soldadura una vez sometido a esfuerzos o ciclos de carga. Muy a menudo, la medida principal usada para juzgar la calidad de una soldadura es la fortaleza del material alrededor de ella. Muchos factores distintos influyen en esto, incluyendo el método de soldadura, la cantidad y la concentración de la entrada de calor, el material base, el material de relleno, el material fundente, el diseño del empalme, y las interacciones entre todos estos factores. Para probar la calidad de una soldadura se usan tanto ensayos no destructivos como ensayos destructivos, para verificar que las soldaduras están libres de defectos, tienen niveles aceptables de tensiones y distorsión residuales, y tienen propiedades aceptables de zona afectada por el calor (HAZ) . Existen códigos y especificaciones de soldadura para guiar a los soldadores en técnicas apropiadas de soldadura y en cómo juzgar la calidad éstas. Los métodos de soldadura que implican derretir el metal en el sitio del empalme son necesariamente propensos a la contracción a medida que el metal calentado se enfría. A su vez, la contracción puede introducir tensiones residuales y tanto distorsión longitudinal como rotatoria.

Estas tensiones pueden reducir la fuerza del material base, y pueden conducir a la falla catastrófica por agrietamiento frío, como en el caso de varias de las naves Liberty o la rotura de puentes de forma catastrófica. Para evitar estos inconvenientes se realizan las pruebas que se describe a continuación.

El ensayo se realiza generalmente doblando la probeta con una curvatura determinada hasta que las dos ramas queden paralelas, de esta manera la ductibilidad se define como la medida de la deformación plástica que puede soportar antes de romper al doblar la probeta, su cara exterior queda sometida a tracción y la interior a compresión. Los resultados de este ensayo se suelen expresarse en diferentes formas: % de alargamientos de las fibras exteriores más estiradas, radio de plegado mínimo antes de que se produzca el fallo. También se suelen emplear estos ensayos para cualificar operarios.

Actualmente existen máquinas capaces de realizar este cometido de manera sencilla y con aceptación en el mercado, no obstante presentan serios inconvenientes cuando se presenta una soldadura de materiales disimilar o materiales blandos. Esto se debe a que la ejecución del ensayo en esas maquinas se realiza apoyando la misma en unos rodillos, y aplicando al presión con un cilindro hidráulico que lleva en el extremo el punzón con el radio de giro correspondiente al espesor de la probeta a ensayar. Como una de las partes de la probeta es mas dúctil que la otra, esta tiende a escapar hacia el extremo mas blando uno haciendo totalmente invalido el ensayo.

También se da en gran numero de casos que debido a la naturaleza del material, la zona soldada y la afectada térmicamente sufren un proceso de perdida de resistencia, por lo que con los equipos tradicionales la probeta se deforman su totalidad en la zona afectada térmicamente o soldada cediendo esta en su totalidad y haciendo inviable el ensayo.

Asimismo existen dificultades con algunos materiales y geometrías para realizar el ensayo completo a 180º, siendo muy difícil alcanzar esta medida, en muchas ocasiones se debe terminar el ensayo en una prensa para garantizar el doblado a 180º.

Descripción de la invención La presente invención tiene por objeto un equipo para el fin expuesto, que permite mejorar y facilitar la realización de ensayos destructivos en probetas de soldadura y además de una forma rápida y precisa.

Otro objeto de la invención es poder realizar el ensayo de doblado transversal, de raíz y ensayos de doblado lateral en probetas obtenidas de soldadura a tope, soldadura a tope en materiales placados y materiales placados sin soldadura a tope con el objeto de garantizar la ductilidad y/o ausencia de imperfecciones sobre la superficie de las uniones o cerca de ellas. Contempla la realización de los ensayo según la norma europea UNE-EN 910 de Marzo de 1996 y ASTM (American Society Mechanical Engineers) E 190 – 92 (Reaprobada en 2003) además de las que puedan aplicar según la AWS (American Welding Engineer) de soldadura u otras de nueva aplicación.

Un objeto mas de la invención es poder realizar los ensayos admitiendo gran numero de tamaños de probetas dado que garantiza realizar de manera simple la ínter cambiabilidad de los rodillos de conformado y es además fácilmente adaptable a las configuraciones previsibles, permite realizar el ensayo de uniones hasta ahora de ejecución

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difícil. Generalmente los ensayos consisten en doblar (180º) una probeta de forma prismática (según normas) por la zona de soldadura.

El equipo para ensayos de probetas de soldadura de la invención comprende una mordaza para sujeción de las probetas, una unidad de doblado de las probetas y una unidad hidráulica para accionamiento de la unidad de doblado.

La mordaza de sujeción incluye dos zapatas enfrentadas desplazables, una de las cuales esta relacionada con un husillo mecánico de accionamiento mientras que la otra esta accionada por un husillo hidráulico.

Por su parte, la unidad de doblado incluye un soporte sobre el que van montados dos rodillos de giro libre y ejes paralelos, un primer rodillo de conformado de posición fija y un segundo rodillo de empuje, desplazable en dirección perpendicular al rodillo de conformado. Entre los dos rodillos se determina un pasaje que es de anchura regulable y queda enfrentado al pasaje delimitado entre las dos zapatas de la mordaza de sujeción.

La unidad hidráulica esta relacionada con el soporte de la unidad de doblado para provocar su giro alrededor del eje del rodillo de conformado.

Para llevar a cabo el ensayo se introduce la probeta a través de los dos rodillos de la unidad de doblado, hasta quedar situada entre las zapatas de la mordaza de sujeción, donde queda fuertemente retenida mediante los husillos mecánico e hidráulico. A continuación, mediante activación de la unidad hidráulica, se procede al giro de la unidad de doblado que arrastra a la probeta, provocando el curvado progresivo de la misma, hasta alcanzar un doblado máximo de 180º, siendo en cualquier caso el ángulo de doblado seleccionable mediante el equipo de la invención.

Para ello tanto la mordaza de sujeción como la unidad de doblado van situados inmediatamente por encima de un plato fijo, el cual es portador en su periferia de microinterruptores de parada, accionables mediante un brazo solidario de la unidad de doblado. La mordaza de sujeción va montada sobre el plato, solidaria con el mismo, mientras que el soporte de la unidad de doblado atraviesa coaxialmente al plato, con libertad de giro respecto al mismo, para su conexión con la unidad hidráulica de accionamiento.

De los rodillos de la unidad de doblado, el rodillo de conformado va montado en el soporte de dicha unidad a través de un eje extraible, mientras que el rodillo de empuje va montado en el soporte a través de un carro que es desplazable sobre dicho soporte, en dirección perpendicular al rodillo de conformado. El carro citado va conectado a un husillo de accionamiento autobloqueante.

Breve descripción de los dibujos En los dibujos adjuntos se muestra, a título de ejemplo no limitativo, un equipo para la realización de ensayos destructivos de doblado en probetas de soldadura de materiales metálicos, constituido de acuerdo con la invención. En los dibujos:

La figura 1 es una perspectiva del equipo de la invención, en posición de uso.

La figura 2 es un alzado lateral del mismo equipo.

La figura 3 es una perspectiva del cuadro de mando del equipo de la invención.

La figura 4 muestra en perspectiva una probeta para llevar a cabo el correspondiente ensayo de la misma.

La figura 5 es una perspectiva similar de la probeta, una vez realizado el doblado de la misma con el equipo de la invención.

La figura 6 es una vista en planta superior del equipo de la figura 1, con la cubierta...

1. Equipo para ensayos de probetas de soldadura, mediante el doblado de dichas probetas, caracterizado por que comprende un plato fijo (16) ; una mordaza (19) de sujeción de la probeta, montada en posición fija sobre la superficie superior del plato; una unidad de doblado (21) giratoria, situada también sobre la superficie superior del plato; y una unidad hidráulica de giro 22, dispuesta por debajo del plato y conectada a través de dicho plato a la unidad de doblado (21) , para su accionamiento; cuya mordaza (19) de sujeción comprende dos zapatas (23, 24) enfrentadas, desplazables en dirección paralela al plato, de separación regulable, una de ellas (24) relacionada con un husillo mecánico (26) de accionamiento y la otra (23) con un husillo hidráulico (27) de accionamiento; y cuya unidad de doblado (21) comprende un soporte (28) sobre el que van montados dos rodillos de giro libre y ejes perpendiculares al

plato, un primer rodillo de conformado (30) de posición fija y un segundo rodillo de empuje (32) , desplazable a lo largo de dicho soporte, en dirección perpendicular al rodillo de conformado, cuyos rodillos delimitan un pasaje (43) de anchura regulable enfrentado al pasaje (44) limitado entre las zapatas (23, 24) de la mordaza de sujeción.

2. Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por que el rodillo de conformado (30) va montado en el soporte (28) a través de un eje (33) extraíble, mientras que el rodillo de empuje (32) va montado en el soporte a 15 través de un carro (35) que es desplazable sobre dicho soporte en dirección perpendicular al rodillo de conformado (30)

y está conectado a un husillo autoblocante (36) de accionamiento.

3. Equipo según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el plato fijo (16) que es portador en su periferia de microinterruptores (39) de parada activables mediante un brazo (42) solidario de la unidad de doblado (21) ; y por que la mordaza (19) de sujeción va montada sobre el plato, solidaria con el mismo, mientras que el

soporte (28) de la unidad de doblado atraviesa coaxialmente el plato, con libertar de giro respecto al mismo, para su conexión con la unidad hidráulica de giro (22) .