Procedimiento de soldadura. Algún aspecto importante a tener en cuenta en el diseño

Avelino Vázquez González 25 de junio de 2026

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20 min. de lectura

Avelino Vázquez González
Ingeniero de soldadura
Miembro de CESOL

1. INTRODUCCIÓN

Las construcciones soldadas, que son las que hoy vamos a tratar, como todo tipo de construcción, están sujetas a procesos que no son exactos. Y la soldadura, como proceso metalúrgico afectado por muchas variables, tanto físicas como humanas, debe ser considerada como tal y, en algunos aspectos, estadísticamente estudiada para que sea fiable. Una fiabilidad que debe asegurarse en el diseño del procedimiento, durante su ejecución y durante su vida de trabajo. Y asegurar esa fiabilidad, así como poner los medios para la disminución de la probabilidad de fallo, es una de las grandes funciones de los responsables de soldadura y, durante su vida útil, de los de mantenimiento.

Hay muchos aspectos a tener en consideración en el proceso de soldadura, pero en este caso vamos a reflexionar sobre un aspecto a tener en cuenta en el diseño del Procedimiento, por ser un factor importante en el aumento de la fiabilidad de las soldaduras, que deberán ser fiables durante su vida útil, como también los materiales que son unidos por este proceso.

Actualmente, el análisis de fallos es una herramienta fundamental muy empleada para el diseño, la fabricación, la seguridad y el mantenimiento de las construcciones soldadas. Ayuda a las compañías a determinar la causa de una rotura o daño, evitar que un problema se repita, garantiza la seguridad, reduce costes de reparaciones y mantenimiento, etc. En fin, sirve a las compañías en la toma de medidas para hacer sus construcciones más fiables, anticipándose a errores que pueden ser a posteriori muy costosos, tanto en bienes materiales como en vidas humanas.

De la observación de los fallos que se producen en la práctica o de una manera experimental, se pueden construir modelos matemáticos como funciones de probabilidad, aplicables para describir la aparición de fallos, probabilidades de supervivencia y generación de los medios para mejorarla. En esta mejora, en los que a la soldadura se refiere, influye de forma importante que el diseño del Procedimiento se realice de manera adecuada.

La probabilidad de no fallo, en una tasa de fallo constante (cuando no tenemos en cuenta ni fallos prematuros ni fallos de desgaste), durante la vida útil de una construcción viene dada, por consenso, por la función exponencial de Poisson (R):

R = e^-λt

Siendo:

e = Base de logaritmos neperianos y cuyo valor es 2,72828
λ = Tasa de fallos
t= tiempo considerado

La probabilidad de que falle será:

P=1-e^-λt

Se emplea la distribución de Poisson porque se asume que las grandes construcciones soldadas están en una condición estable (fondo plano de la bañera). Es decir, se considera que no influyen los valores de inicio de funcionamiento (mortandad infantil) ni los del periodo de desgaste (envejecimiento).

Cuando la tasa de fallo no es constante, es decir, si cambia con el tiempo (si se anula el efecto del fondo plano de la bañera), el cálculo sería de acuerdo con la distribución de Weibull, aplicable a productos de desgaste medio o grande:

Siendo:

β = Parámetro de forma
η = Parámetro de escala
γ = Parámetro de posición

La distribución de Weibull es muy útil cuando la tasa de fallo cambia con la edad del activo durante su vida inicial y la de envejecimiento. Para estimar los parámetros β y η se necesita:

• Edad de la construcción
• Tiempo entre fallos
• O un valor asumido de β, que podría ser entre 1,5 a 3

NOTA: β = 1 para daños aleatorios; β = 2 como hipótesis conservadora de envejecimiento moderado; β = 3 cuando hay un mecanismo de degradación dominante.

Datos

De grandes construcciones no hay datos muy fiables, pero supongamos un gasoducto ficticio de 10.000 km. Si existe una tasa histórica de fallos de 0,17 fallos/1000 km.año:

• Tasa histórica de fallos: 0,17 fallos/(1000km.año)
• Longitud del gasoducto: 10.000 km

La tasa para 10.000 km es: λ=0,17×10.000/1.000 =1,7 fallos/año

Es decir, estadísticamente se esperan 1,7 fallos por año en una red de 10.000 km.

Si no disponemos de un parámetro de forma Weibull (β), la aproximación habitual es asumir β=1 (caso exponencial o tasa constante). Entonces, la probabilidad de que se produzca un fallo es:

Donde λ = 1,7 fallos/año

Probabilidad de al menos un fallo

Probabilidad de exactamente “n” fallos en 1 año

Al tener una tasa de 1,7 fallos /año, el número de fallos sigue una distribución de Poisson:

n = Lo define la pregunta. Ejemplo, si de promedio hay dos poros por metro de soldadura (λ = 2), ¿cuál es la probabilidad de encontrar exactamente 3 poros? Aquí se aplica la fórmula una sola vez usando n= 3.

Por ejemplo, si se quiere saber la probabilidad del número de fallos año:

• 0 fallos: 18,3 %
• 1 fallo: 31,1 %
• 2 fallos: 26,4 %
• 3 fallos: 15,0 %
• 4 ó más fallos: 9,2 %

El gráfico, similar al de la Figura 1, se obtiene a partir de un histórico de frecuencia de fallos referente a datos obtenidos de construcciones similares durante un cierto periodo de tiempo en funcionamiento, normalmente en un periodo de 10 años. Hay que tener en cuenta que, en ese periodo, a efecto de nuevas construcciones, los elementos constructivos pueden haber cambiado y con ellos los parámetros que pueden influir en un incremento de la frecuencia de fallo:

• Disminución de espesores
• Aumento del límite elástico y otras propiedades de los materiales
• Desigualdad de las características mecánicas materiales base y aporte
• Incremento de la relación límite elástico/carga de rotura
• Cambios de los procesos de fabricación
• Etc

Cuando disponemos de un histórico de fallos, en las nuevas construcciones podemos actuar sobre las causas que los han originado, u otras causas que se prevé puedan originarlos, e incluir consideraciones adicionales por los cambios tecnológicos y de conocimientos que pueden haber surgido en el tiempo transcurrido. Es decir, poner los medios necesarios para que la curva se sitúe siempre por debajo de la roja en Figura 1.

Figura 1.- Probabilidad de fallo y acciones de mejora

A un aspecto parcial del diseño del Procedimiento de soldadura, como es el de tener en cuenta el límite elástico de los materiales, es al que nos vamos a referir aquí.

2. MATERIALES BASE

El gran desarrollo de la industria ha originado que en menos de 40 años se hayan desarrollado, en un abanico muy amplio, los más sofisticados tipos de aceros capaces de cumplir con unas exigencias de diseño muy rigurosas.

La evolución iniciada a partir de los aceros no aleados, con relativamente altos contenidos de Carbono y Manganeso, de resistencias no muy altas y obtenidos a base de tratamientos térmicos convencionales, como el Normalizado, se ha pasado a partir de los años 1980 a aceros obtenidos a base de tratamientos Termomecánicos Controlados (TMCP), de alta resistencia y muy baja aleación.

A partir de 1982 cambia la filosofía de fabricación, pasando a enfriamientos acelerados (ACC), originando un amplio espectro de sistemas, con dispersión de las velocidades de enfriamiento y, por lo tanto, con estructuras múltiples. Por otro lado, estos aceros se someten a tratamientos de laminado y conformado con la finalidad de obtener esa alta resistencia. Y los fabricantes saben, tal como Johan Bauschinger determinó, que, en los procesos de conformado por deformación plástica, se produce una bajada de las características mecánicas, por lo que seleccionan materiales con un Límite elástico y Carga de rotura mayor para compensar los posibles problemas de que las características mecánicas les queden por debajo del mínimo exigido.  Ello produce una gran dispersión de valores que pueden afectar y ser perjudiciales para la soldadura en obra, pues afectan a su grado de Overmatching y Undermatching y, en consecuencia, a su calidad y capacidad de soportar un determinado tamaño de defecto. Con la agravante de que el comportamiento tensión-deformación de los aceros de Alto Límite Elástico difiere ostensiblemente de los de baja-media resistencia en un aumento en la aptitud de endurecimiento por deformación, disminuyendo la tolerancia de la soldadura a los defectos al aumentar la relación Ys/Uts. Con lo cual, en zonas localizadas que contengan discontinuidades puede conducir a un colapso a bajos niveles de deformación.

Figura 2.- Efecto de Undermatching (curvas A y B) y Overmatching (curva C)

Esta figura 2 es una típica representación de un diagrama carga-alargamiento de un material base y de tres metales de aporte diferentes (A, B y C) y con diferentes Ys. Vemos que un ligero aumento del Ys del metal de aporte sobre el Ys del metal base (YsWM>YsMB) disminuye el riesgo de deformación plástica en la soldadura. Y si tenemos en cuenta la existencia de defectos, que los límites elásticos del base son bastante superiores al mínimo exigido, que las tensiones que se producen en la soldadura y en cualquier entalla son del orden del Ys del material, vemos que el emplear un aporte igual o superior proporciona a la unión una protección adecuada.

Entonces, el viejo concepto de emplear procedimientos de soldadura dentro de materiales clasificados previamente debe ser reconsiderado, y así ya se pronuncian algunas normativas en lo que se refiere a soldaduras de alto límite elástico, tanto a propiedades mecánicas como a escalones de elementos de aleación.

Si empleamos la estadística para representar la distribución de los límites elásticos en función de las frecuencias, obtenemos un gráfico del tipo de la Figura 3. Es una campana de Gauss que se obtiene, normalmente, a partir de una media (m) y una desviación típica o estándar (σ), que depende del tamaño muestral y de su dispersión: cuanto mayor es, más dispersión y la curva es más achatada, representando una falta de control en la fabricación.

Figura 3.- Dispersión limites elásticos Materiales base. Gráfica real

En grandes construcciones, al objeto de evitar grandes dispersiones de las propiedades mecánicas y problemas en la soldadura, es necesario limitarlas dentro de unos niveles aceptables con especificaciones particulares. Sin embargo, como vamos a ver, en muchos casos es necesario llegar a una solución de compromiso aun conociendo los límites superiores de los materiales base y aporte.

3. MATERIALES DE APORTE

Es ampliamente conocido que un factor importante (además de la tenacidad como tolerancia a defectos de soldadura y, por lo tanto, de evitar el fallo, relacionado con el comportamiento a la deformación antes de la fractura), es que el límite elástico del material de aporte sea superior al base (Overmatching). Pero también es conocido que un exceso de Overmatching, que actúa de manera similar al mecanismo de clivado en la unión, puede ser perjudicial para el comportamiento de la misma. Entonces, al objeto de mantener la unión en un rango aceptable de uniformidad, es necesario limitar en lo posible tanto los valores superiores como los inferiores. Pero también hay que tener en cuenta, aparte de la dificultad de hacer coincidir la carga de rotura (U_TSW) con el base (U_TS), lo siguiente:

• Reducir la relación Y_SW/U_TS aumenta la posibilidad de no igualar el Y_SB del base, con lo cual hay que exigir un aumento de la tenacidad.
• Una relación Y_SW/U_TSW alta con una baja tenacidad se puede aceptar siempre que su Y_SW supere al del base.
• La solución más fácil, por lo tanto, es que la unión sea con Overmatching
• Una relación Y_SW/U_TS alta está asociada a baja capacidad de deformación y a una reducción de la tenacidad.

La información existente hasta el momento sobre cuáles son los límites más adecuados en los que una soldadura debe situarse es abundante pero no es muy precisa. No obstante, en lo que se conoce hasta el momento, una construcción soldada situada en el rango de – 5% de Undermatching y un 20% de Overmatching puede considerarse altamente aceptable y conservadora, aunque sería conveniente ampliar o restringir ese rango a base de las investigaciones pertinentes en lo que se refiere a limitar los rangos de los materiales base y aporte. Pues si existe dispersión en las características mecánicas de los materiales base, ocurre lo mismo en los aportes.

Por lo tanto, la selección de los aportes es una exigencia muy importante para asegurar la integridad estructural de la unión. 

4. EFECTO OVERMATCHING Y UNDERMATCHING

El grado de Overmatching y Undermatching tiene una gran influencia en cómo se distribuyen las tensiones y deformaciones en una unión soldada, especialmente alrededor de una discontinuidad de la soldadura o cuando la unión trabaja cerca de su línea de fluencia.

El Overmatching tiene unos efectos positivos en la unión, pero un exceso también tiene sus efectos negativos, por eso conviene limitar su rango de valor máximo.

Entre los efectos positivos, podemos considerar:

• La deformación plástica se produce en el metal base, en tanto el metal de soldadura permanece elástico, mejorando la tolerancia a defectos en la soldadura.
• Reduce la apertura de posibles grietas en el cordón.

Entre los efectos negativos, tenemos:

• Aumenta las contracciones y tensiones residuales de tracción
• En materiales poco tenaces puede favorecer la tendencia a la fragilidad
• Durante el enfriamiento puede aumentar las tensiones residuales   
• Entalladura metalúrgica, pues al tener un cordón de soldadura muy rígido y excesivamente duro al lado de otro más blando y deformable, la unión deja de comportarse de forma homogénea.

Por lo tanto, tal como hemos comentado anteriormente, es necesario buscar una solución de compromiso para que la soldadura esté dentro de unos límites de seguridad y fiabilidad.

Vamos a ver algunos ejemplos:

PRIMER CASO: Figura 4

Figura 4.- Ejemplo de soldadura ideal

Supongamos que tenemos un material base con una dispersión de limites elásticos 420 a 504 MPa y lo soldamos con un material de aporte ideal con un límite elástico de 504 y desviación estándar σ = 0. El Undermatching y el Overmatching son los siguientes:

La fórmula del Matching es la siguiente:

Con el límite inferior del Base (420 MPa), tenemos:

Overmatching de un 20 %

Con el límite superior del Base (504 MPa), tenemos:

Evenmatching

Naturalmente, podemos concretar más:

Si calculamos el Overmatching respecto al valor medio (m) de la campana de Gauss, en este caso es 462 MPa y si hacemos el cálculo, tenemos:

Esto significa que el material de aporte es 9,1% más resistente que el base. En resumen:

En la zona de la izquierda (420 MPa) existe un Overmatching del 20 % máximo; en el centro el Overmatching medio es del 9,1%; en el extremo derecho ni overmatching ni undermatching.

Estamos ante un caso de una soldadura perfecta. Pero esto no existe, con lo que tenemos que buscar soluciones de compromiso.

SEGUNDO CASO: Figura 5

Figura 5.- Ejemplo de soldadura ideal con un % de Undermatching y Overmatching

Supongamos que tenemos que soldar un material de las siguientes características:

• Limite elástico entre 420 – 520 MPa
• Desviación estándar σ = 18
• Valor medio = m = 470

Un aporte al que suponemos un valor único del Ys, por lo tanto, con los siguientes datos:

• Límite elástico YsW = 515 MPa
• σ = 0

Tendremos Undermatching cuando el Ys del material base supere la del aporte. Es decir, cuando el Ys del base > 515 MPa; tendremos Overmatching cuando el Ys del material base sea menor que el aporte. Es decir, cuando el Ys de la soldadura 515 MPa > que el Ys del base:

Overmatching: 515 MPa > YsB

Undermatching: 515 MPa < YsB

Para hacer el cálculo de las probabilidades, estandarizamos el valor crítico de 495 MPa usando los datos del material base:

Buscamos el valor de z en la Tabla I de la curva normal tipificada o estándar y obtenemos un valor de 0,00620. Por lo tanto, una probabilidad de Undermatching sería:

P (Undermatching) ≈ 0,62%

La probabilidad de Overmatching (515 MPa > Ys base) será:

P (Overmatching) = 1- 0,00620 = 0,9918 = 99,38%

Vemos que, si fijamos un valor de Ys del aporte sin ninguna dispersión, obtenemos unos resultados muy controlados y seguros, en este caso un 99,38 % de uniones soldadas tendrán Overmatching y solo el 0,62% Undermatching, es decir, 1 de cada 100 soldaduras.

Si trasladamos el valor del aporte al valor máximo del base, tendríamos asegurado el overmatching de la soldadura.

TERCER CASO: Figura 6

FIGURA 6.- Ejemplo de soldadura real

Supongamos que tenemos que soldar el mismo material base (420-520 Mpa), pero con  σ = 10,  con un aporte de YsW 490-540, con una m = 515 y una desviación σ = 7 estándar , calculamos la probabilidad de obtener Overmatching y Undermatching y el gado en cada caso.

Definimos una nueva variable que represente la diferencia entre el material de aporte (A) y el base (B):

D = A-B; si D>0, tendremos Overmatching; si D<0, tendremos Undermatching

Calculamos la distribución (D):
Media de la diferencia de medias (variable que determina el Matching):

                              m(D) = m(A) - m(B)=515 - 470=45

Desviación estándar de la diferencia:

La campana de Gauss para la diferencia es D ≈ N(45;12,20).

1. Cálculo de la Probabilidad de Undermatching:

Queremos saber qué porcentaje de la nueva campana cae por debajo de cero. Para ello, estandarizamos el valor cero calculando el valor  Z (Estandarización),  y que parte de la curva está por debajo de cero (Undermatching). Para ello calculamos Z para D=0:

Buscamos en la Tabla de la distribución Normal el valor de Z y nos da un valor aproximado a 0,00011 (0,011%). Por lo tanto, el Undermatching en este caso sería del 0,011%. Es un caso cada 9.000 soldaduras.

2. Cálculo de la Probabilidad de Overmatching:

              El Overmatching sería: 1-0,00011 = 0,99989 = 99,989%

Esta soldadura puede considerarse totalmente segura, con los siguientes valores:

Undermatching máximo ocurre si coincide el lote del Metal base más resistente con el Metal aporte más débil:

Aporte (480MPa) – Base (520) = - 40 MPa

El aporte es un 7,69% (40x100/520) menos resistente que el base.

Undermatching medio:

Aporte(480) – Base(470) = - 10 MPa

El aporte es menos resistente 1,9% que el base.

Overmatching medio:

515 – 470/470 = 9,6%

Overmatching máximo:

Aporte(540)- Base(420) = 120 MPa

El aporte es más resistente un 28% que el base.

CUARTO CASO: Figura 7

Figura 7.- Ejemplo de soldadura real de un material base con un 10% de dispersión en sus límites elásticos

Supongamos que tenemos que soldar un material con unos límites elásticos de 420-462 (10%) MPa, una media de 441 y una desviación estándar de 7. El aporte que se necesita no debe producir un Undermatching mayor de menos un 10% ni un Overmatching mayor de un 20%. ¿Qué dispersión debe tener el aporte en su límite elástico?

1/. El rango admisible del aporte, será:

U = 0,9x441 =396,9 MPa
O = 1,2x441=529,2 MPa

Por lo tanto, el Límite elástico del aporte debe quedar entre:

396,9 < Ys _Aporte < 529,2 MPa

2/. Qué desviación estándar debe tener: aquí hace falta definir el nivel de confianza deseado:

Si elegimos el centro del intervalo como media óptima:

La desviación admisible será:

Por lo tanto:

m(A) = 463,05 MPa y σ_A ≤ 22,05 MPa

3/. Por lo tanto, la campana de Gauss resultante de la distribución del aporte N (463,22²), sería:

4/. Si queremos controlar el Matching entre material base y aporte en cada unión, hay que estudiar la variable:

M=Y_SAporte/Y_SBase

O bien la diferencia:                         

D=Y_SAporte-Y_SBase

En este caso la dispersión admisible del aporte depende también de la del base  (σ_B = 7)  y la solución cambia. Es el enfoque habitual en ingeniería cuando se quiere asegurar que el porcentaje de uniones fuera de lo exigido sea muy pequeño. Por ejemplo, que sea del 0,1% (0,99%) dentro de lo exigido:

Material base: B ≈ N(441,7²) MPa

Material aporte: A ≈N(m_A, σ_A²) MPa

Criterio de aceptación: 0,9 ≤ A/B ≤ 1,2

Objetivo: P (0,9 ≤ A/B ≤ 1,2) ≥ 99,9%

Entonces una forma una forma práctica y conservadora de resolverlo es imponer que cada límite tenga solo un 0,05% de incumplimientos (0,0005 en cada cola), lo que corresponde a: Z = 3,2905.

Definimos: D₁=A-0,9B y D₂=A-1,2B

Y exigimos:

P(D₁>0) = 0,9995; P(A<0,9B) = 1-0,9995=0,0005

P(D₂<0) = 0,9995; P(A>1,2B) = 1-0,9995=0,0005

Resolviendo simultáneamente resulta:

m(A) = 461,8 MPa

σ_A = 20 MPa; obtenida de

Una desviación estándar de 20 ó 22,05 MPa parece excesiva para un proceso industrial controlado. Es un cálculo en el límite máximo teórico absoluto, como si estuviésemos en el escenario peor. En el mundo real, un fabricante serio puede conseguir una desviación estándar de 10 a 15 MPa.

ACCIÓN REALISTA: Tomamos un valor realista de σ_A = 12 MPa

Si mantenemos el criterio de que el material debe cubrir un rango de ±3σ (el 99,73 % de la producción), la campana de Gauss del material de aporte tendrá un ancho total de: 6x12MPa = 72 MPa

Tenemos un colchón de seguridad y podemos movernos en los siguientes valores:

• Para no bajar de los 378 MPa (límite del -10%): m(A) ≤ 378+(3x12) = 414 MPa
• Para no superar los 554,4 MPa (límite + 20%): m(A) ≤ 554,4 – (3x12) = 518,4

Cualquier material de aporte cuya media esté entre 414 Mpa y 518,4 Mpa (466 Mpa) cumple los requisitos.

Como ejemplo, si elegimos un material estándar con m(A) = 480 MPa y σ_A = 12 MPa , el grado de Matching real basado en las medias es:

Comprobamos los extremos en el peor de los casos y vemos que con esta elección los límites reales de este material de aporte serán

Cruzando usamos el peor valor del aporte con el peor del material base, observamos que los grados de Matching reales en las colas de la gráfica son:

• Undermatching Real Mínimo: Supongamos que soldamos el base del Límite elástico más alto (462 MPa) con el aporte del Límite elástico más bajo (444 MPa):

Vemos que cumple sobradamente con el límite del -10%

• Overmatching Real Maximo: Si soldamos con el material de aporte más resistente (516 MPa) el material base con el Límite elástico más bajo (420):

Vemos que en este caso se supera ligeramente el 20%. Pero que se supere esto da una probabilidad la probabilidad es de 2,78^-10, que expresado en porcentaje es 0,0000000278%, algo imposible que ocurra. Ese aporte es casi perfecto en cuanto a superar el 20% de Overmatching.

PREGUNTA: ¿Entonces por qué hemos obtenido anteriormente una dispersión de 22,05 MPa?

Hay un responsable, que es el enfoque matemático que se empleó al principio, sin tener en cuenta cómo funciona la fabricación real de los aportes actualmente.

Antes hemos puesto dos fronteras para el material de aporte:

Una, un Undermatching -10%, es decir, 0,0x441=396,9 MPa

Otra, un Overmatching de + 20%, es decir, 1,2x441= 529,2 MPa

Como la campana de Gauss se extiende en teoría hasta el infinito, se fija que la campana cabe entre esas dos fronteras usando el criterio de tres desviaciones estándar (±3σ), espacio que en este caso mide 132,3 MPa. Con las matemáticas hemos estirado la campana del aporte de manera artificial para que sus bordes alcanzaran esas dos fronteras:

Espacio total = 6σ_MA → 132,3 MPa = 6σ_MA

Esta es la dispersión máxima tolerable que matemáticamente nos permiten las matemáticas antes de que el material de aporte salga de los límites de -10% y +20%. Naturalmente, este valor significaría una fabricación caótica, por lo que hay que ir a fabricaciones con desviaciones estándar más pequeñas, que permitan que los valores estén dentro del 99.7% del consumible fabricado.

Figura 8.- Distribución adecuada para un aporte a emplear en el caso 4 al tomar una ACCIÓN REALISTA (414-518, media 466 y desviación estándar 12)

4. ACCIONES DE MEJORA

Las medidas de mejora deben centrarse en todo el ciclo de vida de las uniones. Para ello es necesario centrarse en el diseño del WPS, la Inspección y en el Mantenimiento.

Como aquí estamos hablando de soldadura, solo vamos a hacer referencia a algunos aspectos para mejora de su calidad:

• Un diseño del WPS adecuado
• Control de ejecución riguroso: preparación de bordes, alineaciones, temperatura precalentamiento y entre pasadas, aporte térmico, condiciones ambientales, mantenimiento aportes, etc.
• Sistemas de inspección más adecuados y fiables (Rx, Us PUT –TOFD, etc)
• Durante el mantenimiento, programas de inspección específicos, especialmente en zonas críticas de mayores tensiones, movimientos del terreno o cargas cíclicas. Y un aumento del Mantenimiento en el periodo de desgaste o envejecimiento.
• Exigencias a fabricantes de materiales base y aporte reducción de la dispersión en las características mecánicas y químicas.

En la Figura 1, hemos visto las acciones de mejora, pero en función del avance de los materiales y de las condiciones de servicio, es necesario año a año ir mejorando el diseño del procedimiento y los mantenimientos.

En las siguientes Figuras vemos las probabilidades de fallo basadas en un histórico de fallos.

Figura 9.- Probabilidad de al menos un fallo en 1 año

Figura 10.- Mejora de fallas cada año

5. CONCLUSIONES

Como consideraciones finales, podemos decir:

1. El viejo concepto de igualdad entre el material base y la unión soldada es muy difícil de conseguir en términos macroscópicos, pero siempre es posible aproximarse mucho. Siempre existirán diferentes probabilidades en las características de las uniones de una construcción e incluso en una misma unión que impiden una igualdad metalúrgica completa, pero sí se puede conseguir una igualdad funcional.
2. Normalmente los Códigos admiten que la resistencia y la calidad de una soldadura queda determinada con un ensayo de tracción que alcance el valor mínimo especificado del material base. Sin embargo, desde que se aplica en el diseño el concepto de tensión admisible, basado en el límite elástico, la información suministrada por este ensayo tiene sus limitaciones:
   • Cuando rompe por el material base, nos indica que el metal de soldadura, el base y la ZAT tienen unas adecuadas propiedades de resistencia.
   • Cuando rompe por soldadura, aun alcanzando la resistencia mínima especificada de material base, el ensayo no revela aspectos indeseables para la unión, tales como que la carga de rotura real del depósito de soldadura es menor que la carga de rotura real del Metal Base. Ello conlleva la aceptación de una unión con la soldadura más resistente que el material base (Overmatching) o más débil que el material base (Undermatching).
3. Teniendo en cuenta, porque así está demostrado, que el grado de Undermatching afecta a la capacidad de la soldadura para tolerar determinados tamaños de defectos, en situaciones de compromiso es preferible diseñar el procedimiento para alcanzar valores de Overmatching elevados, antes de permitir que se puedan alcanzar valores de Undermatching por debajo del – 5%.
4. El hablar de negatividad del efecto de un excesivo Overmatching no es significativo si no se definen cuáles son los niveles adecuados o el tanto por ciento en función de los niveles de características mecánicas de los materiales base. Por lo tanto, ampliar las investigaciones en este campo se hace necesario.
5. En construcciones de responsabilidad es conveniente restringir, al igual que se hace en muchos casos con los materiales base, los valores de dispersión de características mecánicas y químicas de los materiales de aporte, así como definir los Niveles de Probabilidad Aceptable (NPA), tanto para el Undermatching como para el Overmatching, de la misma forma que los NPA para los materiales base y aporte.
6. Las uniones soldadas son elementos vivos, sufren corrosión, fatiga, vibraciones, cambios de temperatura, etc. Para evitar fallos catastróficos, una mejora continua y un mantenimiento adecuado, son necesarios. La mejora continua hace que los diseños sean más fiables y el mantenimiento asegura que esta fiabilidad permanece a lo largo del tiempo.

NOTA: A partir de los años 90 hemos realizado un gran esfuerzo para mejorar en estos temas de las dispersiones de los materiales. Pero creo se debe seguir insistiendo