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Especificación de soldadura ferroviaria para vagones y locomotoras

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Traducción de la 2.a Impresión, abril de 2008

AWS D15.1/D15.1M:2007 Traducción de: AWS D15.1/D15.1M:2007 Railroad Welding Specification for Cars and Locomotives An American National Standard Documento original aprobado por el American National Standards Institute 5 de julio de 2007

Especificación de soldadura ferroviaria para vagones y locomotoras Traducción de la 4.ª edición de Railroad Welding Specification for Cars and Locomotives

Reemplaza a la norma AWS D15.1:2001

Preparado por el Comité D15 de soldadura ferroviaria de la American Welding Society (AWS) Con la dirección del Comité de Actividades Técnicas de la AWS La única versión aprobada por la Junta Directiva de la AWS es la versión en inglés

Resumen Esta especificación establece las normas mínimas para la fabricación y mantenimiento de los equipos ferroviarios. Las secciones 4 a 17 cubren los requisitos generales para la soldadura en la industria ferroviaria. Las secciones 18 a 24 cubren requisitos específicos para la soldadura de metales base con espesores menores de 1/8 pulg. [3 mm].

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Número Internacional Normalizado del Libro (ISBN): 978-0-87171-987-4 American Welding Society 8669 Doral Blvd, Doral, FL 33166 © 2013 por American Welding Society Todos los derechos reservados Impreso en Estados Unidos de América Errata: traducción de la 2.ª impresión, abril de 2008 Derechos de fotocopiado. No se podrá reproducir ninguna parte de esta publicación, ni almacenarla en un sistema de recuperación de datos ni transmitirla en ninguna forma ni por ningún procedimiento (mecánico, fotocopia, grabación u otro), sin la previa autorización escrita del propietario de los derechos de reproducción. La American Welding Society concede la autorización para fotocopiar artículos para el uso exclusivo interno, personal o educativo, o el uso exclusivo interno, personal o educativo de determinados clientes, siempre que se cancele la tarifa correspondiente al Copyright Clearance Center, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, tel: (978) 750-8400; Internet: .

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Declaración sobre el uso de las normas de la American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) Todas las normas (códigos, especificaciones, prácticas recomendadas, métodos, clasificaciones y guías) de la American Welding Society (AWS) son normas de consenso voluntario que han sido desarrolladas según las reglas del American National Standards Institute (ANSI). Cuando se incorporan o anexan normas nacionales estadounidenses de la AWS a documentos que están bajo normativas estatales y federales o normativas de otros organismos gubernamentales, sus disposiciones portan toda la autoridad legal del estatuto. En tales casos, cualquier cambio en esas normas de la AWS deberá contar con la aprobación del organismo gubernamental que tenga jurisdicción estatutaria antes de que puedan formar parte de esas leyes y reglamentos. En todos los casos, estas normas tienen toda la autoridad legal del contrato u otro documento que invoque las normas de la AWS. Cuando exista una relación contractual, los cambios o las desviaciones de los requisitos de una norma de la AWS deben acordarse entre las partes contratantes. Las normas nacionales estadounidenses de la AWS se producen a través de un proceso de desarrollo de normas de consenso que reúne a voluntarios que representan diversos intereses y puntos de vista para lograr el consenso. Si bien la AWS administra el proceso y establece las reglas para promover la equidad en el desarrollo del consenso, no ensaya, evalúa ni verifica independientemente la exactitud de la información ni la solidez de cualquier juicio contenido en sus normas. La AWS se exime de toda responsabilidad por cualquier daño a personas o propiedades, u otros daños de cualquier naturaleza, así sean especiales, indirectos, consecuenciales o compensatorios, como resultado directo o indirecto de la publicación, del uso o de la dependencia de esta norma. La AWS tampoco ofrece garantía alguna sobre la exactitud o exhaustividad de la información publicada en este documento. Al publicar y poner a disposición esta norma, la AWS no se compromete a prestar servicios profesionales o de otro tipo para ninguna persona o entidad, ni en su nombre, ni tampoco se compromete a desempeñar ninguna tarea que cualquier persona o entidad pueda adeudar a terceros. Cualquier persona que utilice estos documentos debe confiar en su propio juicio independiente o, en su caso, solicitar el asesoramiento de un profesional competente para determinar el ejercicio del cuidado razonable en cualquier circunstancia. Se asume que la utilización de esta norma y sus disposiciones se confían a personal debidamente calificado y competente. Esta norma puede ser sustituida por la publicación de nuevas ediciones. Los usuarios deben asegurarse de tener la edición más reciente. La publicación de esta norma no autoriza la violación de patentes o nombres comerciales. Los usuarios de esta norma aceptan toda responsabilidad por cualquier violación de patentes o nombres comerciales. La AWS se exime de toda responsabilidad por la violación de patentes o nombres comerciales de productos que resulte de la utilización de esta norma. Por último, la AWS no controla, supervisa ni exige el cumplimiento de esta norma, ni está facultada para hacerlo. En ocasiones, el texto, las tablas o las figuras se imprimen incorrectamente, lo que constituye una errata. Cuando se descubren, dichas erratas se publican en la página web de la AWS (www.aws.org). Las interpretaciones oficiales de cualquiera de los requisitos técnicos de esta norma se podrán obtener únicamente mediante el envío de una solicitud escrita al comité técnico correspondiente. Dichas solicitudes deberían dirigirse a la American Welding Society, Atención: Managing Director, Technical Services Division, 8669 Doral Blvd, Doral, FL 33166 (véase el Apéndice G). Con respecto a las consultas técnicas formuladas sobre las normas de la AWS, se pueden ofrecer opiniones verbales sobre dichas normas. Estas opiniones se ofrecen sólo como una colaboración con los usuarios de esta norma y no constituyen un asesoramiento profesional. Tales opiniones representan únicamente la opinión personal de las personas que las ofrecen. Estas personas no hablan en nombre de la AWS, como así tampoco estas opiniones verbales constituyen opiniones ni interpretaciones oficiales ni no oficiales de la AWS. Además, las opiniones verbales son informales y no se deberían emplear como sustituto de una interpretación oficial. Esta norma está sujeta a revisión en cualquier momento por parte del Comité D15 de soldadura ferroviaria de la AWS. Se deberá revisar cada cinco años y, caso contrario, se deberá ratificar o retirar. Se agradecerá cualquier comentario (recomendaciones, adiciones o supresiones) así como cualquier otra información pertinente que pueda ser útil para mejorar esta norma; se deberían enviar a la sede de la AWS. Tales comentarios recibirán atenta consideración por parte del Comité D15 de Soldadura Ferroviaria de la AWS y el autor de los comentarios recibirá información acerca de la respuesta del Comité a dichos comentarios. Se invita a asistir a las reuniones del Comité D15 de Soldadura Ferroviaria de la AWS para expresar verbalmente sus comentarios. Los procedimientos para la apelación de una decisión adversa relativa a dichos comentarios figuran en las Reglas de funcionamiento del Comité de Actividades Técnicas. Se puede obtener una copia de estas Reglas en la American Welding Society, 8669 Doral Blvd, Doral, FL 33166.

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Esta página se ha dejado en blanco intencionalmente.

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Personal Comité D15 de Soldadura Ferroviaria de la AWS M. R. Untermeyer, Presidente R. A. Wolbert, Vicepresidente J. B. Pearson, 2º Vicepresidente S. Morales, Secretaria D. M. Allbritten C. Boulden N. S. Brown R. A. Conrad J. L. Cooley S. A. Coughlin M. R. Desjardins R. T. Easterman M. MacGillivray B. Siebold R. D. Stiffler L. H. Strouse R. A. Watson A. Willaredt

Union Tank Car Company Progress Rail Services Corporation LTK Engineering Services American Welding Society GE Equipment Services—Rail Trinity Industries Group Canadian Pacific Railway Hobart Brothers J C & Associates, Incorporated Ingeniero metalúrgico y de soldadura National Steel Car Limited TrinityRail Group Hobart Brothers of Canada LTD BNSF Railway Company United Industrial EMS Consultor de calidad de Arc-A-Tects Miner Enterprises, Incorporated American Railcar Industries

Asesores del Comité D15 de Soldadura Ferroviaria de la AWS B. C. Blackwell J. L. Bobo T. Y. Gehr, Jr. P. B. Heideman W. Jaxa-Rozen P. G. Kinnecom G. A. Lycan M. J. Markase S. E. Markis C. C. Menzemer M. T. Merlo M. A. Miller J. P. Moffett J. A. Stewart J. Sun J. Tolene S. W. Tribble M. A. Wheeland P. H. Williams D. A. Wright

Standard Car Truck Company Consultor Esco Equipment Service Company Portland General Electric Bombardier Transportation Association of American Railroads G A L Gage Company Taussig Materials Testing Norfolk Southern Corporation The University of Akron Edison Welding Institute Norfolk Southern GE Transportation Systems Ideal Consulting Services Association of American Railroads Ingeniero de Distrito Track-Weld Industry, Incorporated Union Pacific Railroad Victoria Mechanical Services Zephyr Products, Incorporated

Comité D15A de Vagones de Carga y sus Materiales de la AWS C. Boulden, Presidente B. C. Blackwell, 2º Vicepresidente

TrinityRail Group Standard Car Truck Company

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Comité D15A de Vagones de Carga y sus Materiales de la AWS S. Morales, Secretaria D. M. Allbritten L. B. Broadway N. S. Brown R. A. Conrad S. A. Coughlin M. R. Desjardins R. T. Easterman D. Hardin K. R. Knarr M. MacGillivray M. Oddie J. B. Pearson J. F. Sokolewicz R. D. Stiffler L. H. Strouse M. R. Untermeyer R. A. Watson A. Willaredt R. A. Wolbert

American Welding Society GE Equipment Services—Rail American Railcar Industries Canadian Pacific Railway Hobart Brothers Ingeniero metalúrgico y de soldadura National Steel Car Limited TrinityRail Group Progress Rail Services FreightCar America, Incorporated Hobart Brothers of Canada LTD Electro Motive Diesel LTK Engineering Services TrinityRail Group, Incorporated FreightCar America, Incorporated Consultor de calidad de Arc-A-Tects Union Tank Car Company Miner Enterprises, Incorporated American Railcar Industries Progress Rail Services Corporation

Asesores del Subcomité D15A de Vagones de Carga y Sus Materiales de la AWS A. S. Gallant W. Jaxa-Rozen V. Malin D. A. Wright D. B. Nixon D. R. Setford R. J. Shaw J. A. Stewart J. B. Wheeler C. C. Menzemer M. A. Miller J. P. Moffett

Elite Inspection Services Bombardier Transportation Consultor Zephyr Products, Incorporated General Motors Diesel Division Metro-North Commuter Railroad Linde Gas Ideal Consulting Services Ingeniero de soldadura de planta The University of Akron Norfolk Southern GE Transportation Systems

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Prefacio Este prefacio no forma parte de AWS D15.1/D15.1M:2007, Especificación de soldadura ferroviaria para vagones y locomotoras, pero se incluye sólo con fines informativos.

Esta especificación establece las normas mínimas para la fabricación y mantenimiento de los equipos ferroviarios. Fue desarrollada y es mantenida por el Comité D15 de Soldadura Ferroviaria de la American Welding Society. La soldadura de los componentes ferroviarios es vital para la industria. En 1982, se conformó un comité investigador que recomendó conformar un Comité de Soldadura Ferroviaria que estableciera las normas de soldadura mínimas para la industria. Esta recomendación se hizo porque existían especificaciones y guías de soldadura confusas e incompletas que no se ajustaban a las necesidades de la industria ferroviaria. El comité está conformado por personas provenientes de todos los sectores de la industria ferroviaria: tanto usuarios como proveedores, público general y representantes de la Association of American Railroads (Asociación Estadounidense de Ferrocarriles). El propósito de esta especificación es proporcionar un documento completo único con información de soldadura que se utilizará en toda la industria ferroviaria. Además, éste debería contribuir para mejorar la calidad y desempeño de las soldaduras. Este documento incluye datos del AWS D1.1, Código de soldadura estructural: acero—; AWS D1.2, —Código de soldadura estructural: aluminio; AWS D1.3, Structural Welding Code—Sheet Steel (Código de soldadura estructural-lámina de acero) y el AWS D1.6, Structural Welding Code—Stainless Steel (Código de soldadura estructural-acero inoxidadable). El AWS D15.1-86 fue titulado simplemente Railroad Welding Specification (Especificación de soldaduras ferroviarias). En la revisión de 1993 de la versión en inglés , se agregó el sufijo Cars and Locomotives (Vagones y Locomotoras) porque se había introducido la sección de locomotoras. En 2001 se publicó una revisión posterior, AWS D15.1:2001. La soldadura del riel se trata en AWS D15.2, Recommended Practice for the Welding of Rails and Related Rail Components for Use by Rail Vehicles (Práctica recomendada para la soldadura de rieles y componentes relacionados para uso en vehículos sobre rieles). Varias modificaciones significativas se introdujeron en la norma AWS D15.1/D15.1M:2007. Una línea vertical en el margen indica una revisión de la edición de 2001. El documento ha incorporado las unidades del SI dentro del texto así como en todas las figuras y tablas con el fin de crear una norma de dimensiones dobles. El formato general de la norma AWS D15.1/D15.1M:2007 ha cambiado; por lo tanto, todas las secciones y también las anotaciones en figuras y tablas a lo largo del documento se han modificado para cumplir con el nuevo estilo. También es importante observar que el Apéndice A—Agrupaciones de metales base, el Apéndice E—Glosario, el Apéndice F—Consideraciones de seguridad y el Apéndice H—Tablas y figuras métricas de la norma AWS D15.1:2001 se han eliminado de la presente edición. Las adiciones a AWS D15.1/D15.1M:2007 incluyen un nuevo Apéndice A—Especificaciones alernativas del material base (acero) y una Figura 7.2K—Detalles de junta soldada de ranura con penetración parcial de la junta (PJP). La sección sobre Inspección—Requisitos generales, Secciones 14 a 17, ha sido actualizada junto con la Figura 8.1—Pasada de soldadura en la cual la profundidad y el ancho exceden el ancho de la cara de la soldadura, Tabla 8.1—Metal base precalificado– Combinaciones de metales de aporte para similar resistencia, Tabla 8.2—Temperatura mínima precalificada de precalentamiento y entrepasadas (acero), y Tabla 10.1—Calificación del procedimiento—Número y tipo de probetas y rango de espesor calificado— Soldadura de ranura con penetración completa de la junta (CJP).

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Errata Se ha identificado las siguientes erratas que se incorporarán a la reimpresión actual de este documento. Página v, nombre mal escrito (M. R. Desjordins). El nombre correcto is M. R. Desjardins. Página 75, 10.1.13.5. “Para los procedimientos que utilizan un metal de aporte en polvo, un fundente activo o un fundente de aleación” debería terminar en un signo de dos puntos en vez de un signo de punto. Página 110, Tabla 11.3, segunda columna en la fila de Ranura-Placa, directamente adyacente a 3G en esa segunda columna. Tenemos un (4) para referirnos a una Nota abajo de la tabla. Cuando las otras notas se cambiaron a indicadores alfa, ésta no se cambió. La referencia correcta debería ser a la Nota (d). Página 141, Tabla 17.1, primera fila en los indicadores numéricos de referencia a los encabezados de Clase para notas en vez de los indicadores alfa. El (3) en la primera fila de los encabezados de Clase debe cambiarse a (C). Página 155, 19.2.3.1, Tabla 10.6. La Tabla 10.6 no existe. Se debe hacer referencia a la Tabla 11.1. Página 155, 19.2.4.1, Consulte la Tabla A.1 para los números F en el Apéndice B. La tabla referida debe ser la Tabla B.1 en el Apéndice B. Página 204, Índice en Soldaduras de ranura—penetración completa de la junta. La referencia a 13.3.4.5 no existe. La referencia correcta es a 6.3.4.5. Página 206, Índice en Cara de la raíz. La referencia a 8.5.4.3 no existe. La referencia correcta es a 8.4.5.3. Página 208, Índice en Operario de soldadura. Envía el lector a la sección 10 que es un elemento que viene de la edición 2001 y corrige la subsección 12.3 a 12. Debería llevar los lectores a la calificación del operario de soldadura. Página 208, Índice en “velocidad del viento.” La sección al lado de velocidad del viento, en el índice 18.2.1.4, no existe. Elimine la subsección y reemplácela con la subsección 8.5.2.6.

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Contenido N.° de página Declaración sobre el uso de las normas de la American Welding Society (Sociedad Americana de Soldadura) ..... iii Personal........................................................................................................................................................................v Prefacio .................................................................................................................................................................... vii Errata ....................................................................................................................................................................... viii Contenido ....................................................................................................................................................................ix Lista de Tablas.......................................................................................................................................................... xiii Lista de Figuras.........................................................................................................................................................xiv 1. Alcance .................................................................................................................................................................1 2. Referencias normativas.......................................................................................................................................1 3. Términos y definiciones ......................................................................................................................................3 4. Requisitos generales ............................................................................................................................................4 5. Requisitos para todas las soldaduras.................................................................................................................4 5.1 Procesos.....................................................................................................................................................4 5.2 Calificación del procedimiento de soldadura ...................................................................................................4 Calificación de soldadores y operarios de soldadura.........................................................................................5 5.3 Diseño de juntas soldadas ..............................................................................................................................5 5.4 5.5 Consumibles ................................................................................................................................................8 6. Técnica y ejecución............................................................................................................................................................... 19 6.1 Generalidades ............................................................................................................................................19 Preparación del metal base ..........................................................................................................................19 6.2 Criterios de ensamblaje del acero y el aluminio .............................................................................................20 6.3 Perfiles de soldaduras .................................................................................................................................21 6.4 Reparaciones .............................................................................................................................................22 6.5 Golpes de arco ...........................................................................................................................................23 6.6 Limpieza y recubrimientos protectores .........................................................................................................23 6.7 Terminación de las soldaduras .....................................................................................................................23 6.8 Respaldo de la soldadura de ranura ..............................................................................................................23 6.9 6.10 Control de entrada de calor para aceros templados y revenidos .......................................................................24 6.11 Tratamiento térmico para alivio de tensiones .................................................................................................24 6.12 Martillado ..................................................................................................................................................24 6.13 Ejecución de la soldadura de pernos por arco (SW)........................................................................................24 6.14 Cables de masa ..........................................................................................................................................24 6.15 Soldadura del tubo del freno neumático ........................................................................................................25

7. Procedimientos de soldadura precalificados—Detalles de diseño de juntas................................................30 7.1 Tamaño de la soldadura de ranura (tamaño efectivo de la soldadura) ...............................................................30 Diseños de juntas .......................................................................................................................................30 7.2 Soldaduras de filete ....................................................................................................................................30 7.3 Detalles de las soldaduras de tapón y en ranura .............................................................................................30 7.4 Soldaduras de ranura con penetración completa de la junta .............................................................................31 7.5 Soldaduras de ranura con penetración parcial de la junta ................................................................................31 7.6

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N.° de página 8. Técnica para procedimientos de soldadura precalificados ...........................................................................59 8.1 Metal base, metal de aporte y requisitos de los metalesrelacionados .....................................................59 8.2 Requisitos de los tratamientos térmicos de precalentamiento, entre pasadas y posterior a la soldadura (PWHT) ..................................................................................................................................59 8.3 Soldadura por arco con electrodo metálico revestido (SMAW) .............................................................59 8.4 Soldadura por arco sumergido (SAW) ....................................................................................................60 8.5 Soldadura por arco con electrodo metálico protegida con gas y soldadura por arco con núcleo de fundente (GMAW y FCAW)..............................................................................................................62 8.6 Soldaduras de tapón y en ranura .............................................................................................................63 8.7 Soldado de placas de desgaste y revestimientos de desgaste. ................................................................. 63 9. Requisitos generales para la calificación.........................................................................................................73 9.1 Procedimientos precalificados.................................................................................................................73 9.2 Procedimientos precalificados.................................................................................................................73 9.3 Soldadores, operarios de soldadura y soldadores punteadores ...............................................................73 9.4 Responsabilidad de la calificación ..........................................................................................................73 10. Calificación del procedimiento.........................................................................................................................74 10.1 Limitación de las variables esenciales ....................................................................................................74 10.2 Tipos de pruebas y propósitos .................................................................................................................76 10.3 Metal base y su preparación ....................................................................................................................77 10.4 Posición de las soldaduras de prueba ......................................................................................................77 10.5 Procedimiento de soldadura de junta ......................................................................................................78 10.6 Probetas: cantidad, tipo y preparación ....................................................................................................78 10.7 Condiciones de ensayo especiales...........................................................................................................79 10.8 Método de ensayo de probetas ................................................................................................................80 10.9 Resultados requeridos de la prueba .........................................................................................................81 10.10 Registros..................................................................................................................................................82 10.11 Repetición de pruebas .............................................................................................................................82 11. Calificación del soldador ................................................................................................................................104 11.1 Generalidades. .......................................................................................................................................104 11.2 Limitación de variables .........................................................................................................................104 11.3 Ensayos de calificación requeridos .......................................................................................................104 11.4 Ensayo de calificación de soldadura de ranura de placa para placa......................................................104 11.5 Ensayo de calificación de soldadura de ranura para conducto o tubería cuadrada o rectangular .........104 11.6 Ensayo de calificación de soldaduras de filete sólo para soldaduras de filete ......................................104 11.7 Posición de las soldaduras de prueba ....................................................................................................105 11.8 Metal base .............................................................................................................................................105 11.9 Procedimiento de soldadura de junta ....................................................................................................105 11.10 Probetas .................................................................................................................................................105 11.11 Método de ensayo de probetas ..............................................................................................................105 11.12 Resultados requeridos de la prueba .......................................................................................................106 11.13 Repetición de las pruebas ......................................................................................................................106 11.14 Período de vigencia ...............................................................................................................................107 11.15 Registros................................................................................................................................................107 12. Calificación del operario de soldadura..........................................................................................................122 12.1 Generalidades. .......................................................................................................................................122 12.2 Limitación de variables .........................................................................................................................122 12.3 Ensayos de calificación requeridos para los operarios de soldadura ....................................................122 12.4 Metal base .............................................................................................................................................122 12.5 Procedimiento de soldadura de junta ....................................................................................................123 12.6 Probetas: cantidad, tipo y preparación ..................................................................................................123 12.7 Método de ensayo de probetas ..............................................................................................................123

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N.° de página 12.8 12.9 12.10 12.11

Resultados requeridos de la prueba .......................................................................................................123 Repetición de las pruebas ......................................................................................................................123 Período de vigencia ...............................................................................................................................123 Registros................................................................................................................................................123

13. Calificación del soldador punteador..............................................................................................................125 13.1 Generalidades. .......................................................................................................................................125 13.2 Limitación de variables .........................................................................................................................125 13.3 Ensayos de calificación requeridos .......................................................................................................125 13.4 Metal base .............................................................................................................................................125 13.5 Probetas: cantidad, tipo y preparación. .................................................................................................125 13.6 Método de ensayo de probetas. .............................................................................................................125 13.7 Resultados requeridos de la prueba .......................................................................................................125 13.8 Repetición de las pruebas ......................................................................................................................125 13.9 Período de vigencia ...............................................................................................................................125 13.10 Registros................................................................................................................................................125 14. Requisitos generales de inspección ................................................................................................................127 14.1 Responsabilidad del fabricante..............................................................................................................127 14.2 Inspector designado (inspector de construcción) ..................................................................................127 14.3 Inspección de soldaduras.......................................................................................................................127 14.4 Tamaño y ubicación de la soldadura. ....................................................................................................127 14.5 Inspección visual de las soldaduras finalizadas ....................................................................................127 14.6 Documentación......................................................................................................................................127 14.7 Inspección de verificación.....................................................................................................................127 14.8 Calificaciones del personal....................................................................................................................128 15. Requisitos generales del NDE.........................................................................................................................128 15.1 Ensayos no destructivos ........................................................................................................................128 16. Métodos NDE...................................................................................................................................................128 16.1 Ensayo radiográfico de soldaduras de ranura en juntas a tope..............................................................128 16.2 Ensayo ultrasónico de soldaduras de ranura .........................................................................................129 16.3 Ensayo de soldaduras con líquido penetrante .......................................................................................130 16.4 Ensayo de soldaduras con partículas magnéticas ..................................................................................130 17. Criterios de aceptación ...................................................................................................................................140 17.1 Soldaduras provisionales.......................................................................................................................140 17.2 Criterios de aceptación mediante inspección visual..............................................................................140 17.3 Criterios de aceptación mediante inspección radiográfica ....................................................................140 17.4 Criterios de aceptación mediante inspección ultrasónica......................................................................140 17.5 Criterios de aceptación mediante líquido penetrante ............................................................................140 17.6 Criterios de aceptación mediante partículas magnéticas.......................................................................140 18. Requisitos para soldar lámina metálica ........................................................................................................143 18.1 Diseño de juntas soldadas ..........................................................................................................................143 18.2 Calificación de la junta y del procedimiento para soldar lámina metálica............................................143 19. Calificación del soldador, operario de soldadura y soldador punteador—láminas de metal de acero al carbono, de aleación baja, y de acero inoxidable ...........................................................................155 19.1 Generalidades. .......................................................................................................................................155 19.2 Limitación de variables .........................................................................................................................155 19.3 Repetición de las pruebas ......................................................................................................................156 19.4 Período de vigencia ............................................................................................................................... 156 20. Calificación de soldadores—láminas de metal de aluminio y aleación de aluminio .................................158 20.1 Registro de ensayos...............................................................................................................................158

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N.° de página 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6 20.7 20.8 20.9

Límites de las posiciones calificadas—Calificación del desempeño ....................................................158 Preparación de los conjuntos soldados de prueba—Calificación del desempeño.................................158 Limitación de variables—Calificación del desempeño del soldador ....................................................158 Limitación de variables—Calificación del desempeño del operario de soldadura ...............................158 Limitación de variables—Calificación del desempeño del soldador punteador ...................................158 Criterios de aceptación—Calificación de soldadores, operarios de soldadura y soldadores punteadores............................................................................................................................................158 Repetición de las pruebas ......................................................................................................................158 Período de vigencia ............................................................................................................................... 159

21. Técnica y ejecución para soldar lámina metálica.........................................................................................159 22. Inspección de la calificación del procedimiento de soldadura y de los equipos para soldar láminametálica ................................................................................................................................................159 23. Detalles de la soldadura—Lámina metálica .................................................................................................159 23.1 Soldaduras de ranura (juntas a tope) .....................................................................................................159 23.2 Soldaduras de filete. ..............................................................................................................................159 24. Calidad de la soldadura de láminas de metal—Criterios de aceptación mediante inspección visual .....159 Apéndice A (Normativo)—Especificaciones alternativas para el material base (acero) .........................................161 Apéndice B (Informativo)—Clasificaciones del metal de aporte ............................................................................163 Apéndice C (Informativo)—Tamaño efectivo de la soldadura—Casos especiales .................................................167 Apéndice D (Informativo)—Formularios de informe de muestra............................................................................169 Apéndice E (Informativo)—Espesor de calibre de lámina de metal y Guía de selección de aleacion de aporte de aluminio..................................................................................................195 Apéndice F (Informativo)—Procedimientos de macroataque..................................................................................199 Apéndice G (Informativo)—Guía para la elaboración de consultas técnicas ..........................................................201 Índice ........................................................................................................................................................................203

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Lista de Tablas Tabla 5.1 5.2 5.3 5.4

5.5 5.6 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 7.3 8.1 8.2 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 11.1 11.2 11.3 11.4 17.1 17.2 18.1 19.1 A.1 B.1 C.1 E.1 E.2 E.3

N.° de página Tamaño mínimo de la soldadura para las soldaduras de ranura con penetración parcial de la junta ..........10 Esfuerzos admisibles de la soldadura (acero) ..............................................................................................10 Esfuerzos admisibles de la soldadura (aluminio).........................................................................................11 Propiedades mecánicas mínimas para las aleaciones de aluminio soldadasa (Soldadura por arco con electrodo de tungsteno protegida con gas y soldadura por arco con electrodo metálico protegida con gas sin tratamiento térmico después de la soldadura) ...........................................................................12 Propiedades mecánicas mínimas para antes de soldar .................................................................................13 Exposición atmosférica admisible de los electrodos con bajo contenido de hidrógeno ..............................14 Límites de aceptabilidad y reparación de discontinuidades del borde de corte ...........................................26 Tolerancias de dimensiones de junta ...........................................................................................................26 Tiempo máximo de exposición al calor a temperatura preparatoria para conformado o soldadura de aleaciones de aluminio............................................................................................................27 Tamaño efectivo de las soldaduras de ranura abocinada rellenas al ras ......................................................32 Tamaño mínimo de la soldadura de filete ....................................................................................................32 Leyenda para las Figuras 7.1A–7.1L y 7.2A–7.2K .....................................................................................33 Metal base precalificado–Combinaciones de metal de aporte para resistencias similares ..........................64 Metal base precalificado–Combinaciones de metal de aporte para resistencias similares ..........................69 Calificación del procedimiento—Número y tipo de probetas y rango de espesor calificado— Soldadura de ranura con penetración completa de la juntaa ........................................................................83 Calificación del procedimiento—Número y tipo de probetas y rango de espesor calificado— Soldadura de ranura con penetración parcial de la juntaa............................................................................84 Calificación del procedimiento—Cantidad y tipo de probetas y rango de espesores calificados— soldadura de filete ........................................................................................................................................84 Tipo de calificación del procedimiento y limitaciones de posición.............................................................85 Resistencia después de soldada de las aleaciones de aluminio (GTAW o GMAW) ...................................86 Grupos de clasificación de electrodos para la calificación del soldador y el soldador punteador .............108 Cantidad y tipo de probetas y rango de espesor calificado—Calificación del soldador y del operario de soldadura .................................................................................................................................109 Calificación del soldador y del operario de soldadura—Tipo y limitación de posición............................110 Refuerzo máximo—Soldaduras de conductos ...........................................................................................110 Tolerancias de socavación y porosidad......................................................................................................141 Criterios de aceptación - rechazo de ensayos ultrasónicos ........................................................................142 Requisitos para soldar lámina metálica......................................................................................................147 Ensayos de calificación de soldadores .......................................................................................................157 Indización numérica de especificaciones de materiales base (acero) ........................................................162 Agrupación de electrodos y varillas de soldadura para calificación .......................................................... 164 Tamaño efectivo de la soldadura—Casos especiales.................................................................................168 Lámina de metal laminada en caliente y laminada en frío.........................................................................196 Lámina metálica galvanizada.....................................................................................................................196 Guía para la elección del metal de aporte para la soldadura de aluminio de uso general ..........................197

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Lista de Figuras Figura

N.° de página

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 7.1A 7.1B 7.1C 7.1D 7.1E 7.1F 7.1G 7.1H 7.1I 7.1J 7.1K 7.1L 7.2A 7.2B 7.2C 7.2D 7.2E 7.2F 7.2G 7.2H 7.2I 7.2J 7.2K 8.1 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9

Rellenos con espesor inferior a 1/4 pulg. [6 mm] ........................................................................................15 Ancho del traslape y carga axial del miembro .............................................................................................15 Rellenos con espesor de 1/4 pulg. [6 mm] o más.........................................................................................16 Detalles de las soldaduras de filete ..............................................................................................................17 Distribución de las propiedades mecánicas en la vecindad de una soldadura de aluminio .........................18 Discontinuidad en los bordes de corte .........................................................................................................28 Perfiles de soldadura aceptables e inaceptables ...........................................................................................29 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................34 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................35 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................36 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................38 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................39 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................40 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................41 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................42 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................43 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................44 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................45 Detalles de junta soldada de ranura de penetración completa de la junta (CJP) precalificada ....................46 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................47 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................48 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................49 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................50 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................51 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................52 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................53 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................54 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................55 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................56 Detalles de juntas soldadas de ranura de penetración parcial de la junta (PJP) precalificadas....................57 Pasada de soldadura en la que la profundidad y el ancho exceden el ancho de la cara de la soldadura ......72 Posiciones de las soldaduras de ranura ........................................................................................................88 Posiciones de las soldaduras de filete ..........................................................................................................89 Posiciones de las placas de prueba para soldaduras de ranura.....................................................................90 Posiciones del conducto o tubería de prueba para soldaduras de ranura .....................................................91 Posiciones de prueba para las soldaduras de filete (para placa) ..................................................................92 Posiciones de prueba para las soldaduras de filete (para conducto y tubería) .............................................93 Ubicación de probetas en conductos de prueba soldados ............................................................................94 Ubicación de probetas para tubería cuadrada y rectangular soldada ...........................................................94 Ubicación de probetas en placas de prueba soldadas para la calificación del procedimiento con espesores de 1/8 pulg. a 3/8 pulg. [3 mm a 10 mm] (inclusive) ..................................................................95 10.10 Ubicación de probetas en placas de prueba soldadas para la calificación del procedimiento con espesores de 3/8 pulg. [10 mm] y más .........................................................................................................96 10.11 Probeta de tracción de sección reducida ......................................................................................................97 10.12 Probeta de tracción del metal de soldadura..................................................................................................98

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Figura 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 12.1 13.1 13.2 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12 18.13 18.14 18.15 18.16

N.° de página Probetas para doblado lateral .......................................................................................................................99 Probetas de doblado de cara y de raíz ........................................................................................................100 Ensayo de solidez de soldadura de filete para calificación del procedimiento ..........................................101 Ubicación de probetas en placas de prueba soldadas de 1 pulg. [25 mm] de espesor— Verificación de consumibles para calificación del procedimiento de soldadura de filete .........................102 Calificación del procedimiento de ensayo de solidez de soldadura de filete en conducto ........................103 Placa de prueba para espesor ilimitado para calificación de soldador .......................................................111 Placa de prueba para espesor ilimitado, posición horizontal—Para calificación de soldador ...................112 Placa de prueba para espesor limitado—Para calificación de soldador.....................................................113 Placa de prueba para espesor limitado, posición horizontal—Para calificación de soldador ....................114 Junta a tope tubular—Para calificación de soldador, sin respaldo.............................................................114 Junta a tope tubular—Para calificación de soldador, con respaldo............................................................114 Placa de prueba de rotura y macroataque de soldadura de filete para calificación de soldador y operario de soldadura—Opción 1 ...........................................................................................................115 Placa de prueba de doblado de raíz de soldadura de filete para calificación de soldador y operario de soldadura—Opción 2116 Soldadura de filete en conducto—Para calificación de soldador y operario de soldadura—Opción 3 .....117 Ubicación de probetas en conducto y tubería cuadrada o rectangular de ensayo soldados— Para calificación de soldador .....................................................................................................................118 Plantilla de doblado guiado........................................................................................................................119 Plantilla envolvente de doblado guiado .....................................................................................................120 Plantilla de rodillo de doblado guiado .......................................................................................................121 Placa de prueba para espesor ilimitado—Para calificación de operario de soldadura ...............................124 Probeta de rotura de soldadura de filete—Para calificación de soldador punteador .................................126 Método de rotura de probeta—Para calificación de soldador punteador...................................................126 Requisitos de calidad de soldadura para discontinuidades que se producen en soldaduras en tracción no tubulares cargadas ciclicamente (Limitaciones de porosidad y discontinuidades de fusión) ...............131 Requisitos de calidad de soldadura para discontinuidades que se producen en soldaduras en compresión no tubulares cargadas ciclicamente (Limitaciones de porosidad o discontinuidades de tipo fusión)........132 Requisitos de calidad de soldaduras para discontinuidades elongadas según lo determinado por RT de juntas tubulares................................................................................................................................133 Imágenes RT aceptables máximas .............................................................................................................138 Para RT de juntas tubulares con espesor de 1-1/8 pulg. [30 mm] y mayores, discontinuidades típicas esporádicas aceptables ....................................................................................................................139 Soldadura de ranura en escuadra en junta a tope .......................................................................................148 Soldaduras de puntos por arco ...................................................................................................................148 Soldadura de puntos por arco utilizando arandela .....................................................................................148 Distancias con respecto al borde para soldaduras de puntos por arco .......................................................148 Soldaduras de filete en juntas traslapadas..................................................................................................149 Soldaduras de filete en juntas en T ............................................................................................................149 Soldadura de ranura con bisel abocinado simple—horizontal...................................................................149 Soldadura de ranura en V abocinada simple—plana .................................................................................149 Square-Groove Butt Joints .........................................................................................................................150 Ensayo para soldadura de punto por arco ..................................................................................................150 Conjunto de prueba de soldadura de filete.................................................................................................151 Extensión de las calificaciones de soldadura de filete ...............................................................................152 Conjunto de prueba estándar para soldaduras de ranura con bisel abocinado; Prueba C—lámina a lámina .......................................................................................................................152 Conjunto de prueba estándar para soldadura de ranura con bisel abocinado; Prueba D—lámina a placa de soporte ........................................................................................................153 Conjunto de prueba estándar para soldaduras de ranura en V abocinada ..................................................153 Calificación de soldadura de ranura abocinada..........................................................................................154

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Railroad Welding Specification for Cars and Locomotives (Especificación de soldadura ferroviaria para vagones y locomotoras) 1. Alcance

2. Referencias normativas

1.1 Esta especificación cubre los requisitos de soldadura mínimos aplicables a las estructuras soldadas utilizadas en la industria de los ferrocarriles. Esta especificación no está diseñada para aplicarse a los tanques de vagones cisterna ni a la soldadura de los rieles. Las prácticas recomendadas para la soldadura de rieles de ferrocarril y componentes relacionados se incluyen en D15.2, Recommended Practice for the Welding of Rails and Related Rail Components for Use by Rail Vehicles (Práctica recomendada para la soldadura de rieles y componentes relacionados con los rieles para uso en vehículos sobre rieles). Las especificaciones para soldar tanques de vagones cisterna y los componentes soldados directamente a estos se describen en el AAR Manual of Standards and Specifications for Welding, Section C—Part III, Specification M-1002 (AAR M-1002 C-III) [Manual de normas y especificaciones para la soldadura, Sección C—Parte III, Especificación M-1002 de la AAR (AAR M-1002 C-III)].

Las normas enumeradas a continuación incluyen estipulaciones que, a través de su referencia en este documento, constituyen estipulaciones obligatorias de esta norma de la AWS. Para referencias sin fecha, se debe aplicar la última edición de la norma referida. En el caso de referencias con fecha, las modificaciones o revisiones, posteriores a esa fecha, de cualquiera de estas publicaciones no serán aplicables. Documentos de la AWS:1 AWS A2.4, Símbolos estándar para la soldadura, la soldadura fuerte y los ensayos no destructivos AWS A3.0M/A3.0, Definiciones y términos estándar de las soldaduras, incluidos los términos para junta adhesiva, sold adura f uert e, sol dadura bl anda, corte t érm i co y termorrociado AWS A5.01/A5.01M, Filler Metal Procurement Guidelines (Directrices de adquisición de metales de aporte)

1.2 Los símbolos de soldadura deben ser los que se muestran en la última edición de AWS A2.4, Símbolos estándar para la soldadura, la soldadura fuerte y los ensayos no destructivos.

AWS A5.1/A5.1M, Specification for Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding (Especificación de electrodos de acero al carbono para soldadura por arco con electrodo metálico protegido)

1.3 Esta norma utiliza tanto las unidades de uso acostumbrado en los EE. UU. como las del Sistema Internacional de Unidades (SI). Estas últimas se muestran entre corchetes [ ] o en las columnas apropiadas en tablas y figuras. Las mediciones pueden no ser exactamente equivalentes; por lo tanto, cada sistema debe usarse de manera independiente.

AWS A5.5/A5.5M, Specification for Low-Alloy Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding (Especificación de electrodos de acero de baja aleación para soldadura por arco con electrodo metálico protegido) AWS A5.9/A5.9M, Especificación para electrodos y varillas de acero inoxidable desnudo para soldadura

1.4 Los aspectos y cuestiones de seguridad y salud están fuera del alcance de esta norma y, en consecuencia, no se los trata completamente aquí. La información de seguridad y salud está disponible en otras fuentes, entre otras, ANSI Z49.1, Safety in Welding, Cutting, and Allied Processes (Seguridad de los procesos de soldadura, corte y afines) y las reglamentaciones federales, estatales y locales que sean aplicables.

AWS A5.10/A5.10M, Specification for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods (Especificación para electrodos y varillas de soldadura de aluminio desnudo y de aleación de aluminio) AWS A5.17/A5.17M, Specification for Carbon Steel E l e c t rod e s a n d F l u x e s f o r S u b m erg ed A rc Wel d i n g (Especificación de electrodos y fundentes de acero al carbono para soldadura de arco sumergido)

1.5 Esta especificación puede involucrar materiales, operaciones y equipos peligrosos. La especificación no pretende abordar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer prácticas de seguridad y de salud. El usuario debería determinar la aplicabilidad de cualquier limitación reguladora antes del uso.

AWS A5.18/A5.18M, Specification for Carbon Steel Filler Metals for Gas Shielded Arc Welding (Especificación para 1 Las

normas AWS son publicadas por American Welding Society, 8669 Doral Blvd, Doral, FL 33166.

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