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Volumen: 5, Número: 12, Año: 2024 (Continua-2024)
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arbitrada por especialistas en el área, bajo la
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investigación orientada al tratamiento y
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1(448)
ANALISIS DE TIPOS DE SOLDADURA MEDIANTE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
ANALYSIS OF WELDING TYPES THROUGH NON-DESTRUCTIVE
Tipo de Publicación: Articulo Científico
Recibido: 10/04/2024
Aceptado: 01/06/2024
Publicado: 07/06/2024
Código Único AV: e313
Páginas: 1 (446-465)
DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.11521698
Autor:
Greta Fernanda Cueva Jiménez
Ingeniera en Mecánica Automotriz
MBA en Logística Empresarial
https://orcid.org/0000-0002-7034-7101
E-mail: g_cueva@marianosamaniego.edu.ec
Afiliación: Instituto Superior Tecnológico Mariano
Samaniego
País: Ecuador
Resumen
La soldadura es uno de los procesos productivos más habituales para la
unión de elementos estructurales, especialmente en una de las mayores
industrias que existen en la actualidad, como es la carrocería de vehículos
automóviles, cabe señalar que la soldadura provoca cambios estructurales
significativos en los metales utilizados, por lo tanto se debe analizar los
procesos de soldado e implementar una máquina o equipo de soldadura con
la cual se va a realizar cordones en acero ASTM A 36 usando electrodo
AWS E-6011 y alambre ER70S-6 con gas de protección CO2 para
comparar las propiedades mecánicas de las uniones usando soldadura
SMAW, MIG y TIG, Para ello se analizaron las características, elementos
y funcionamiento de cada uno de los procesos de soldadura mediante una
revisión sistemática de artículos en base de datos Scopus, Google scholar,
Redalyc y Scielo, de los cuales se seleccionaron 24 artículos de 85 artículos
consultados previamente , donde se analizó el comportamiento de los
materiales utilizados, así también los manuales de operación para la
utilización de herramientas y equipos., los riesgos sanitarios y
estructurarles para cada tipo de soldadora. Los resultados revelan que el
proceso de soldadura óptimo en base al acero utilizado para la carrocería y
chasis del vehículo automotor, es el proceso MIG de acero ASTM A 36,
dado que es la unión con mejores propiedades mecánicas, por lo cual se
recomienda para producir los menores cambios en las propiedades del
metal y en la estructura soldada, preservando su calidad.
Palabras Clave:
Tipos de soldadura, electrodos, ensayos no
destructivos, proceso productivo
Abstract
Welding is one of the most usual productive processes for joining
structural elements, especially in one of the major industries that exist
today, such as automotive vehicle body, it is worth noting that welding
causes significant structural changes in metals used, therefore the welder
processes must be analyzed and a welding machine or equipment
implemented with which to perform cords in ASTM A 36 steel using AWS
E-6011 electrode and ER70S-6 wire with CO2 shielding gas for compare
the mechanical properties of joints using SMAW, MIG and TIG welding,
For this purpose the characteristics, elements and operation of each of the
welding processes were analyzed through a systematic review of articles
in database such as Scopus, Google scholar, Redalyc y Scielo, from which
24 articles were selected from 85 previously consulted articles , where the
behavior of the materials used, as well as the operating manuals for the use
of tools and equipment., the health risks and structure them for each type
of were analyzed welding The results reveal that the optimum welding
process on the basis of the steel used for the motor vehicle body and
chassis. is the MIG process of ASTM A 36 steel, given that it is the bonding
with best mechanical properties, therefore it is recommended to produce
the least changes in the properties of the metal and in the welded structure,
preserving its quality.
Keywords:
Types of welding, electrodes, non-destructive testing,
production process
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Introducción
La soldadura es uno de los procesos
productivos más habituales para la unión de
elementos estructurales, especialmente en una de las
mayores industrias que existen en la actualidad,
como es la carrocería de vehículos automóviles,
cabe señalar que la soldadura provoca cambios
estructurales significativos en los metales utilizados
especialmente debido a cambios en la composición
y transiciones de fase durante la solidificación y el
enfriamiento (Mohan et al., Zavdoveev et al., 2021),
que deben entenderse bien para diseñar y fabricar
soldaduras confiables para la resistencia de las
superestructuras.
Al desarrollar prácticas de soldadura se
observa los siguientes factores de riesgo como:
gases tóxicos (Cediel et al., 2021), partículas de
material fundido (Jamal et al., 2020), rayos
ultravioletas (Takahashi et al., 2020),, provocando
graves consecuencias a la persona que opera la
máquina de soldar, afectando la vista, la piel y partes
internas del cuerpo, provocando enfermedades
severas e incluso la muerte, es importante utilizar
los equipos e instrumentos de protección personal
correctamente.
El cumplimento de los protocolos no solo se
limita a problemas de riesgos físicos para las
personas, sino la selección de la técnica y equipos
inadecuados de soldadura puede tener
consecuencias graves sobre la calidad de los
materiales, lo cual pueden afectar la estructura de
los mismos y su funcionamiento, poniendo en riesgo
la estabilidad y la infraestructuras realizadas a base
de acero, de allí, pueden constituir un riesgo para la
seguridad de las personas, por lo que se requiere una
evaluación continua de las condiciones de seguridad
de dichas estructura (Zavdoveev et al., 2020; Yu et
al., 2023; ).
Entre los métodos para el análisis de los tipos
de soldadura existen los ensayos no destructivos
denominados NDT (Deepak et al., 2021; Shaloo et
al., 2022), que es cualquier tipo de prueba practicada
a un material que no altere de forma permanente sus
propiedades mecánicas, físicas, químicas o
dimensionales. Su propósito es detectar
discontinuidades superficiales e internas en
materiales, soldaduras, y partes fabricadas. Los
materiales que se pueden inspeccionar son muy
diversos, entre metálicos y no-metálicos, utilizados
en procesos de fabricación como: fundidos,
laminados, forjados, etc. Los ensayos no
destructivos suelen ser más económicos para el
propietario de la pieza a examinar, ya que no
implican la destrucción de la misma y el daño
causado a la pieza a analizar, es imperceptible o nulo
y buscan únicamente verificar la homogeneidad y
continuidad del material.
Entre los ensayos no destructivos están
aquellos llevados a cabo con líquidos o tintas
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1(450)
penetrantes (PT), los cuales se realizan por medio de
la aplicación de un líquido sobre la superficie del
cuerpo a examinar, el mismo penetra por capilaridad
en las imperfecciones de la soldadura. Una vez
limpiado el exceso, nos revelará el que ha quedado
retenido en la imperfección (poros, fisuras, entre
otras anomalías (Sumardani et al., 2020), asimismo
se ha empleado el uso de moldeos matemáticas e
inteligencia artificial (Chen et al., 2020; Li et al.,
2020).
Además de identificar las anomalías es
necesario seleccionar los equipos y tipo de
soldaduras optimas que conlleven a que se presenten
menos fallas. Es por eso que se describen los
principales tipos de soldadura, los cuales son
explicados a continuación, destacando sus ventajas
y desventajas.
Soldadura con arco eléctrico (SMAW)
Es un sistema que utiliza una fuente de calor
(arco) y un medio gaseoso creado al quemar un
revestimiento de electrodo, que puede lograr la
fusión del metal de aporte y la pieza de trabajo
(Afriansyah, 2020). Las fuentes de poder de
soldadura provienen de máquinas de corriente
continua (CC) o corriente alterna (CA) que crean un
circuito eléctrico desde el electrodo hasta la pieza de
trabajo a través de cables conductores.
Cuando el artículo entra en contacto con el
electrodo, el circuito se cierra. El arco que se forma
es la parte del circuito que encuentra más resistencia
y es donde se genera el calor, el cual es capaz de
soldar materiales diferentes debido a su fácil y
equipo sencillo, cuya principal ventaja es que se
puede utilizar para todas las combinaciones de
metales en soldaduras diferentes, probablemente
acero con bajo contenido de carbono y acero
inoxidable.
Soldadura MIG
Es un proceso de corriente continua con
polaridad invertida en el que los electrodos
consumibles 17 (fijos y desnudos) son aislados de la
atmósfera por una atmósfera protectora,
generalmente una mezcla de dióxido de carbono,
argón o helio (Martínez et al., 2021). Hay dos
formas de aplicar este proceso, uno usando soplete
manual y otro automático utilizado principalmente
para soldadura en posición plana. La transferencia
de metal se logra mediante uno de dos métodos: el
método de arco rociado y el método de cortocircuito
y sus principales ventajas son que: se puede soldar
en todas las posiciones; tiene buena apariencia o
acabado, se forman pocos gases contaminantes y
tóxicos y poseen una alta productividad o alta tasa
de metal adicionado.
Soldadura TIG
Es un proceso de soldadura por fusión con
propiedades especiales para producir soldaduras
precisas y de alta calidad (Li et al., 2022). El arco de
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1(451)
este electrodo de tungsteno calienta y licua el
material de soldadura, al mismo tiempo, el gas de
protección fluye desde la boquilla de gas para
proteger el material calentado y la piscina líquida
fundida de la reacción química con el aire
circundante, cuya ventaja es que es un proceso
sencillo, no se producen escorias ni gases tóxicos.
Considerando la importancia de la soldadura
en los procesos ingenieriles, así como sus riesgos
potenciales, El objetivo de esta investigación fue
realizar un estudio de arte de los diferentes procesos,
elementos y materiales a utilizar, en el método de
soldadura implementar el equipo de soldadura para
realizar los diferentes ensayos de soldado y así
identificar las anomalías que se pueden durante el
proceso de soldadura.
Metodología
Diseño de la investigación
Este estudio corresponde a la categoría de
investigación secundaria, una revisión sistemática
que utilizó un enfoque narrativo, y se guio por la
declaración PRISMA que proporcionó un marco
para presentar de manera transparente los resultados
de este estudio. Este proceso de investigación tiene
tres fases: la identificación de artículos mediante la
búsqueda en las bases datos establecidas, el cribado
para la exclusión de los artículos no pertinentes y la
selección de los artículos que serán descritos y
analizados en la investigación. Como se puede
observar en la Figura 1.
Figura 1. Proceso de selección de artículos para la revisión
sistemática
Previo a la búsqueda de los artículos y al
establecimiento de los criterios de inclusión se
utilizó la estrategia PICO para construir la pregunta
de investigación en cuanto a la relación entre el tipo
de soldadura y los riesgos sanitarios y estructurarles
en función de los equipos y tipo de procedimiento
usado. A continuación, se describe los elementos de
la pregunta:
P (Problema) = anómalas y riesgos que se
presentan durante proceso de soldadura.
I (intervenciones) = selección de tipo de
soldadura para minimizar anomalías y riesgos
durante el proceso
C (comparación) = comparación de riesgos
sanitarios y estructurarles n función de tipo de
soldadura
O (resultados) = reporte de incidencia de
accidentes laborales y daños estructurales usando
distintos tipos de soldadura ¿Cuál es la efectividad
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1(452)
del tipo de soldadura los accidentes laborales y
daños estructurarles durante el proceso de soldado?
Búsqueda de artículos
Las estrategias de búsqueda utilizadas en esta
revisión sistemática se centraron en el uso de
lenguaje controlado a través de los tesauros
incluyendo términos lingüísticos relacionados al
proceso de soldadura, Además, se utilizaron
operadores booleanos como "AND" y "OR" para
obtener los resultados, teniendo en cuenta los
criterios de la literatura científica en inglés y
español, los cuales se describen en la Figura 2.
Figura 2. Algoritmo de la búsqueda bibliográfica
Se consideraron trabajos que incluyeron texto
con referencia al título del trabajo reseñado, cuyas
publicaciones no sólo cumplieron con las
condiciones del estudio, sino que además se
realizaron dentro del plazo establecido. Durante la
búsqueda de información se tuvo en cuenta la
terminología, limitándose la búsqueda a los
resultados esperados y artículos con relación entre
el tipo de soldadura y los riesgos sanitarios y
estructurarles en función de los equipos y tipo de
procedimiento usado. Esto fue analizado en revistas
digitales dentro de bases de datos como Scopus,
Google scholar, Redalyc y Scielo. Los artículos
relacionados con estos contenidos abarcaron desde
enero de 18 hasta abril de 2024.
Criterios de inclusión
Se consideraron para su inclusión artículos
que contenían texto con referencia al título del
artículo revisado. Estas publicaciones no sólo deben
cumplir con las condiciones del estudio, sino que
además deben haber sido realizadas dentro del plazo
establecido desde enero de 2018 hasta abril de 2024.
Durante la búsqueda de información se tuvo
en cuenta la terminología, restringiendo la búsqueda
a resultados esperados y resultados previos en
artículos relacionados con relación entre el tipo de
soldadura y los riesgos sanitarios y estructurarles en
función de los equipos y tipo de procedimiento
usado La búsqueda se realizó en revistas digitales a
través de bases de datos como Scopus, Google
scholar, Redalyc y Scielo y trabajos de grados
reportados en repositorios académicos.
Criterios de exclusión
No se tomaron en cuenta publicaciones que no
responden a la pregunta PICO, año de publicación
antes del 2017, duplicados, resúmenes,
comunicaciones de congresos y aquellos que
carecían de base científica y bases de datos de
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1(453)
referencia derivadas de fuentes no reconocidas,
aquellos artículos relacionados con el tipo de
soldadura y los riesgos sanitarios y estructurarles en
función de los equipos y tipo de procedimiento
usado
Proceso de selección de estudio
Para la selección de los artículos se
consideraron aquellos que cumplieron os criterios
de inclusión que se consideran en las palabras claves
de búsqueda y que estuvieron presentes en el título,
subtítulo y/o resumen del trabajo, las cuales fueron:
soldadura, riesgos, estructura, fisuras, escoria,
correspondiente al lapso 2018-2024. Una vez que se
seleccionaron los artículos en función de los
criterios de inclusión y de exclusión se realizó el
cribado considerando los elementos descritos en la
Figura 3, se extrajo la información cuyo
procedimiento se realizó de la siguiente manera:
Figura 3. Criterios a usar en el cribado de artículos
científicos durante la revisión sistemática
La recopilación de la información se realizó
de manera minuciosa para garantizar la fiabilidad de
la extracción de datos, resolver conflictos
potenciales a través de la discusión y el consenso de
literatura científica. El hallazgo del estudio sobre la
relación entre el tipo de soldadura y los riesgos
sanitarios y estructurarles en función de los equipos
y tipo de procedimiento usado, ayudo a presentar los
resultados de forma coherente y transparente en el
informe de evaluación final de acuerdo con las
directrices PRISMA. Este proceso de recopilación
de datos basado en PRISMA garantiza la precisión
y la transparencia en la recopilación y el informe de
datos importantes de estudios incluidos en
revisiones sistemáticas integradas.
Análisis de la información
La investigación se desarrolló en dos etapas:
la revisión bibliográfica que fue descrita en la Figura
1, durante la cual se identificaron fuentes de
información para el desarrollo de este trabajo, y la
etapa hermenéutica para el análisis e interpretación
de los hallazgos de los artículos seleccionados, que
es una actividad interpretativa que permite el
análisis de la información recopilada durante el
proceso bibliométrico, análisis y contenido de los
artículos seleccionados sobre la relación entre el
tipo de soldadura y los riesgos sanitarios y
estructurarles en función de los equipos y tipo de
procedimiento usado.
•Articulos duplicados.
1
•Cartas al editor.
2
•Reportes de casos.
3
•Conflictos de intereses.
4
•Articulos no relaciondos a la enfermeria.
5
•Tesis de grado.
6
•Año de publicación antes del 2018.
7
•Resumenes.
8
•Comunicaciones de congresos.
9
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1(454)
Durante la fase hermenéutica se sintetizó la
información y se generaron comentarios basados en
fundamentos teóricos. El método utilizado en la
investigación permitirá el análisis de publicaciones
de diferentes autores y facilitó las comparaciones
entre temas. Se detallan las diversas fuentes que
permitieran recopilar información bibliográfica, así
como sus diferentes perspectivas y estrategias
empleadas para la investigación y la hermenéutica.
Se explicaron las similitudes y diferencias entre
diversos autores con características similares en sus
temas de investigación.
Resultados
De los 85 artículos revisados con relación
entre el tipo de soldadura y los riesgos sanitarios y
estructurarles en función de los equipos y tipo de
procedimiento usado se seleccionaron 24, de los
cuales en los 6 primeros se hace una comparación
de principales tipos de soldadura en el sector
automotriz (Ver Tabla 1).
Karim y Park (2023) señalan la importancia de
seleccionar el tipo de soldadura, para evitar la
formación de fases intermetálicas frágiles, que serán
sensibles a las grietas y a la corrosión, que
constituye el principal obstáculo para una calidad de
soldadura diferente, es por ello que muchos
investigadores han intentado mejorar el rendimiento
de soldaduras diferentes, mediante la aplicación de
capas intermedias, placa de cubierta, menor aporte
de calor, una combinación de soldadura y unión
mecánica, y elementos de aleación de metales de
aportación.
Tabla 1. Comparación de los principales tipos de soldaduras
en el sector automotriz
En este mismo orden de ideas, Wisnujati y
Andryansyah (2020) indican que durante el proceso
de soldadura es particularmente dominante en juntas
estructurales, que varían con el tipo de metal y
enfriamiento cuyas variaciones pueden afectar en
gran medida la resistencia de la conexión de
soldadura, afectando las propiedades de los
materiales, como se observó en el análisis realizado
en soldaduras SMAW.
En el caso de soldaduras MIG, Sakthivel, et
al., (2021) exhibe que, mediante pruebas macro y
micro muestran que la misma es de una calidad
general de la soldadura y una buena apariencia en la
región soldada, ya que, a partir de los resultados de
Titulo
Año
Autores
Base de datos
A review on
welding of
dissimilar metals in
car body
manufacturing
2023
Karim y Park
Google Scholar
Analysis of
Mechanical
Properties SMAW
Welding Joints of
Portable Electric
Hydraulic Jack
Frame
2020
Wisnujati, A and
Andryansyah
Google Scholar
Investigation on
mechanical
properties of
dissimilar metals
using MIG welding.
2021
Sakthivel, et al.,
Scopus
Aluminum alloy
welding in
automotive industry.
2020
Szczucka-Lasota et
al.,
Google Scholar
Review of MIG and
TIG welding current
variation of low-
carbon steel
materials based on
tensile strength.
2024
Drastiawati et al.,
Google Scholar
Tig welding of
dissimilar steel: a
review.
2021
Echezona et al.
Scopus
ISSN: 2665-0398
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1(455)
dureza a la tracción, se evidencia la calidad de la
soldabilidad y la resistencia de este tipo de
procedimiento. Igualmente, Szczucka-Lasota et al.,
(2020) demostraron las posibilidades de utilizar la
aleación de aluminio en la industria automotriz.,
dado que las pruebas realizadas demuestran que es
posible utilizar este material para fabricar
importantes componentes estructurales de
vehículos, producto de un aumento de la resistencia
a la tracción y del valor del rendimiento.
Por su parte Drastiawati et al., (2024) al
comparar las soldaduras MIG y TIG, encontraron
que MIG, requiere una mayor corriente para obtener
un valor de resistencia a la tracción mayor que la
corriente, por lo que recomienda la soldadura TIG
en acero ASTM A con bajo contenido de carbono,
es por ello que Echezona et al. (2021), afirman que
la técnica de soldadura TIG se ha empleado
ampliamente para Soldadura de materiales
diferentes debido a su bajo costo, estabilidad y alta
calidad, dado que en la soldadura TIG, los
parámetros del proceso como la corriente, el flujo de
gas la velocidad, el voltaje y la velocidad de
soldadura juegan un papel vital en la calidad de la
soldadura producida
Los siguientes 6 artículos destacan las
ventajas y desventajas de los diferentes tipos de
soldaduras usados en el sector automotriz (Ver
Tabla 2), cuyos principales hallazgos se describen a
continuación:
Tabla 2. Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de
soldaduras usados
Con relación a la soldadura SMAW Yadav et
al., (2020), señalan que los principales factores que
afectan la misma son las propiedades mecánicas, de
las uniones soldadas son la corriente, el voltaje del
arco es la velocidad de soldadura, el diámetro del
electrodo y el ángulo de la punta es el espesor del
material de relleno utilizado, las formas de la ranura,
que ocasionan ciclos de calentamiento y
enfriamiento de una manera no uniforme y desigual,
la distorsión es inevitalidad del proceso.
Por su parte, Fitriyus et al., (2023) mostraron
que la calidad general de las soldaduras SMAW era
buena, sin embargo, pueden ocurrir fracturas de la
Titulo
Año
Autores
Base de datos
Studies on impact of
welding parameters
on angular distortion
and mechanical
properties of
structural steel
welded by SMAW.
2020
Yadav et al.,
Google scholar
Comparative study
on welding
characteristics of
FCAW and SMAW
welded ASTM A106
Grade B based on
ASME standard
2023
Fitriyus et al.,
Google scholar
The study of high-
speed MIG welding
assisted by
compound external
magnetic fields for
6N01-T6 aluminum
alloy
2022
Wu et al., 2022
Scopus
Comparison of Weld
Built-up by FCAW
and MIG Welding
on Damaged Low
Cr-Mo Alloy Steel
Tube in Boiler
Application
2023
Kumar, and
Vijayakumar
Google scholar
Investigation of TIG
welding parameters
to improve strength.
2020
Shrivas et al.,
Scopus
ATIG welding: a
small step towards
sustainable
manufacturing.
2021
Patel y Jani
Scopus
ISSN: 2665-0398
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1(456)
zona afectada por el calor y la línea de fusión se
identifican como zonas débiles.
En relación a la soldadura MIG, Wu et al.,
(2022), señalan que el efecto de agitación de los
campos magnéticos mejoran la resistencia a la
tracción y la tenacidad al impacto de la unión en la
soldadura a alta velocidad, lo que demostró que los
campos magnéticos externos compuestos asistidos
por soldadura con gas inerte fundido eran una
tecnología de soldadura de alta velocidad y bajo
costo para aleaciones de aluminio, mientras que
Kumar, and Vijayakumar (2023) reafirman que la
soldadura con gas inerte de metal (MIG) es conocida
porque la técnica de soldadura de alta deposición
minimiza la posibilidad de defectos.
Por ultimo en cuanto a la soldadura TIG,
Shrivas et al., (2020) descubrieron que los espacios
entre electrodos tienen cierta influencia sobre la
resistencia a la tracción, mostrando mediante el
estudio de microestructura que algunas inclusiones
cerca de la zona afectada por el calor debido al
cambio en material de soldadura y también cambios
en los tamaños de grano que se desarrollan durante
el proceso de soldadura se disminuyen con este tipo
de soldadura, sin embargo Patel y Jani (2021),
afirman que el electrodo de tungsteno empleado con
frecuencia durante el proceso de soldadura TIG
resulta en un mayor consumo de electrodos.
Los próximos 6 artículos describen las
anomalías observadas durante el proceso de
soldaduras usados en la industria automotriz (Ver
Tabla 3), cuyos principales hallazgos se presentan a
continuación:
Tabla 3. Anomalías observadas durante el proceso de
soldaduras usados en la industria automotriz
En primer lugar al analizar la soldadura
SMAW, Sirohi et al., (2023) indican que, al hacer la
caracterización de la microestructura de la interfaz,
encontraron una alta dilución, podría atribuirse a la
cercanía en el punto de fusión y la química del metal
base y de aporte que condujo a una variación de la
microdureza y de tracción, es por ello que Willett y
Lehnhoff (2022) destacan la importancia de
considerar la resistencia del metal de aportación en
relación con la resistencia del material base al
Titulo
Año
Autores
Base de datos
Metallurgical
characterization and
high-temperature
tensile failure of
Inconel 617 alloy
welded by GTAW
and SMAW—a
comparative study.
2023
Sirohi et al.,
Google scholar
Factors affecting
SMAW pipeline
girth weld strength
and strain
concentration under
tensile loading.
2022
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Liu et al.,
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Revista Aula Virtual, ISSN: 2665-0398; Periodicidad: Continua
Volumen: 5, Número: 12, Año: 2024 Continua -2024)
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1(457)
diseñar uniones soldadas, así como la importancia
de controlar el aporte de calor de la soldadura.
Con relación a la soldadura MIG, Liu et al.,
(2022) encontraron que el modo de fractura por
fatiga cambió con el aumento de la carga de tensión
cíclica, y la zona de inicio de la grieta por fatiga,
tendió a comenzar en el pie de la soldadura y luego
se propagó a lo largo de la soldadura con una carga
de tensión más baja, a pesar de estas fallas
Arunakumara et al., (2023), indican que, las
aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente
debido a su peso ligero, resistencia moderada y
buena resistencia a la corrosión, las cuales son
principalmente usadas para la fabricación de
equipos procesamiento de alimentos, contenedores
de productos químicos, sistemas de transporte
aeroespacial y ferroviario, pero que pudiese ser una
alternativa en la industria automotriz en mercados
donde existe un alto riesgo de corrosión por
condiciones ambientales adversas.
Finalmente, con respecto a la soldadura TIG,
Ren et al., (2021), encontraron que el calor aumentó
la energía del límite de grano y dificultó el
movimiento de dislocación en la prueba de fatiga, lo
que provocó una región de desajuste de
deslizamiento en la que el material tiene una
resistencia a la fatiga débil, por su parte Manai
(2021) al usar la soldadura TIG encontraron que la
extensión de la vida a fatiga alcanzó 3,4 veces la
vida a fatiga soldada. Esto fue particularmente en
los casos en los que el vendaje TIG eliminó por
completo las grietas iniciales u omitió grietas de
menos de 1 mm de profundidad.
Los últimos 6 artículos describen los riesgos
que pueden ocurrir durante el proceso de soldaduras
usados en la industria automotriz (Ver Tabla 4),
cuyos principales hallazgos se presentan a
continuación:
Tabla 4. Riesgos observados durante el proceso de
soldaduras usados en la industria automotriz
Con relación a los riesgos que se derivan de la
soldadura Mehrifar et al., (2020) afirman que los
soldadores MIG y SMAW tienen una alta
exposición ocupacional a metales y gases tóxicos en
la soldadura, por lo que se deben tomar medidas
preventivas, como evaluar el aire del lugar de
trabajo, instalar sistemas de ventilación y
Titulo
Año
Autores
Base de datos
Chemical pollutants in the
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Determination of
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Google Scholar
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Revista Aula Virtual, ISSN: 2665-0398; Periodicidad: Continua
Volumen: 5, Número: 12, Año: 2024 (Continua -2024)
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1(458)
proporcionar dispositivos de protección respiratoria
adecuados para los soldadores.
Estos riesgos a juicio de Mehrifar et al.,
(2020), son el resultado del análisis de la emisión de
gases contaminantes como el O3 y NO2 mientras
que entre los contaminantes metálicos; el metal Mn
presentó un nivel de riesgo alto y muy alto en
soldadura MIG y SMAW, por lo que se consideran
estas más peligrosas que otros tipos de soldadura.
Los resultados encontrados reafirman estudios
previos de Mehrifar et al., 2019, quienes observaron
que el ozono y el dióxido de nitrógeno tenían una
clasificación de riesgo muy alto, por lo que los
soldadores tienen una alta exposición ocupacional a
diversos tipos de gases de soldadura.
Otro problema observado de acuerdo a
Dehghan y Mehrifar (2019), es que los niveles
promedio de exposición para metales de Cu
(soldadura TIG), fueron superiores al límite de
exposición ocupacional ponderado por tiempo
promedio, por lo tanto, es necesario aplicar métodos
preventivos adecuados, como medidas de control de
ingeniería, para proteger eficazmente la salud de los
soldadores, esto es explicado según Duek et al.,
(2021) a las fuertes relaciones entre las
concentraciones de partículas y metales, lo que
sugiere que estas relaciones podrían usarse para
estimar la exposición al metal en soldadores de
exposición a partículas.
El riesgo por la exposición a estos metales y
en especial a los gases según Pega et al., (2020) es
que se han encontrado evidencias de que los humos
de soldadura son una causa de cáncer de pulmón, lo
que han llevado en los últimos años al aumento de
la discapacidad por cáncer de tráquea, bronquios y
pulmón atribuibles a la exposición ocupacional a
humos de soldadura.
Discusión
La elección de los tipos de soldadura depende
de tres factores fundamentales, en primer lugar, la
rapidez y el bajo costo como es el caso de las
ventajas que se aprecian en la soldadura tipo SMAG
(Pagare et al., 2020), el segundo lugar una mejorar
calidad, resistencia y durabilidad que se puede
lograr con la soldadura tipo MIG (Madawi et al.,
2022), lo cual es clave en estándares de calidad
como en la industria automotriz y finalmente
seleccionar un tipo de soldadura que minimice los
riesgos sobre la salud de los soldadores como es la
TIG (Knobloch et al., 2020) la cual es menos
contaminante en comparación a la SMAW y la
MIG.
En relación a la calidad es necesario si ha sido
determinado, la realización de métodos de
evaluación no destructivo como el uso de líquidos
penetrantes, cuyo objetivo es detectar las fallas que
ocurren con mayor frecuencia en el proceso de
soldadura, así mismo en los últimos años la
inteligencia artificial mediante el uso de machine
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1(459)
learning (Martínez et al., 2021), redes neuronales
(Shin et al., 2020) y Deep learning (Jin et al., 2020),
ha podidos optimizar el proceso de evaluación de la
calidad de la soldadura, para identificar las
anomalías más comunes, entre las cuales se han
detectado en la revisión.
Falta fusión, la cual se produce en las
interfaces de la soldadura, donde las capas
adyacentes de metal base y el metal de soldadura no
se fusionan debidamente, siendo la causa principal
la existencia de una capa muy fina de óxido que se
forma en la superficie del metal (Ma et al., 2022),
así como salpicaduras o escorias, dado que la
soldadura la mayoría de las inclusiones contienen
escorias, que han quedado atrapadas en el material
que se deposita durante la solidificación., donde se
ha identificado que la soldadura TIG no produce
este tipo de anomalía (Fande et al., 2022).
Otras de las anomalías identificadas son las
porosidades que son originadas en burbujas de gas
incluidas, siendo su ubicación superficial y
subsuperficial, cuyas causas de su formación
pueden ser reacciones químicas durante la soldadura
debido a la presencia de alto contenido de sulfuro en
el electrodo o excesiva humedad en la plancha base
o en el electrodo (Tao y Yang, 2020).
Los principales parámetros que intervienen en
el proceso de soldadura SMAW son la tensión del
arco, el diámetro y la posición del electrodo de
alambre, así como su composición química y el tipo
de gas utilizado (Ranjan y Jha, 2023). Por otro lado,
los principales parámetros del proceso SMAW son
el tipo y diámetro de los electrodos utilizados, la
corriente de soldadura y la ubicación de los
electrodos, los cuales se deben considerar a la hora
de mejorar la resistencia de los puntos de soldadura
y minimizar estas fallas.
En la soldadura MIG, solo se calienta una
pequeña área alrededor de la junta. Se agrega un gas
inerte durante la alimentación del alambre para
enfriar la superficie y proteger el metal del aire
circundante, que previene la oxidación, lo cual es un
elemento clave para mantener la calidad de la
soldadura en ambientes altamente corrosivos (Liu et
al., 2021), así mismo se ha comprobado que las
soldadura MIG es una de las más utilizadas en la
industria por los grandes beneficios que genera al
momento de su operación como: mínima
salpicadura, no genera escoria, alta velocidad,
eficiencia y rapidez en la deposición, los cables y la
pistola son extremadamente ligeros y de fácil
manipulación (Ye et al., 2021).
A pesar de las ventajas mencionadas
anteriormente en términos de costos, rapidez y
calidad tanto con el proceso SMAW y MIG, los
altos estándares que exigen los protocolos
ambientales y de seguridad laboral exigen que se
elija un tipo de soldadura que además de garantizar
estas cualidades, repercuta en una mayor seguridad
para la preservación del ambiente y la salud de los
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1(460)
trabajadores, en este caso la soldadura TIG
(Prabakaran et al., 2021), parece ser la más
apropiada, dado que además de reducir la
producción de escorias, no genera gases tóxicos que
afecten la salud de los trabajadores a largo plazo.
Conclusiones
Antes de elegir un método de soldadura, es
importante comprender las necesidades y
propiedades de la unión, así como las propiedades
mecánicas, físicas y químicas de los metales a unir.
Al desarrollar un plan de aplicación de procesos,
también es importante considerar las emisiones
financieras que desea o tiene el potencial de realizar
Cualquier tipo de proceso de soldadura
producirá soldaduras optimas que tengan las
mismas propiedades químicas, metalúrgicas y
físicas que el metal base. Para lograr estas
condiciones, la soldadura fundida debe protegerse
de la atmósfera durante el proceso de soldadura. De
lo contrario, el oxígeno y el nitrógeno de la
atmósfera se combinarán con el metal fundido y
crearán una soldadura débil y porosa.
La utilización del proceso de líquidos o tintas
penetrantes presenta varias ventajas en la
implementación, entre ellas se tiene la fácil
realización, la rápida interpretación de resultados y
bajos costes de implementación, en comparación a
otros ensayos no destructivos. Además, puede
permitir la creación de un laboratorio en la
institución el cual permita incrementar el control de
calidad de los procesos de soldadura que se realicen.
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