Evitar-tratamientos-termicos-post-soldadura-pwht

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉxICO 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
CUAUTITLÁN 
"EVITAR TRATAMIENTOS TÉRMICOS POST 
SOLDADURA (PWHT)" 
T E s 1 s 
QUE PARA OBTENER E L TíTULO DE: 
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA 
P R E s E N T A 
ULISES LÓPEZ ROBLES 
ASESOR: 
M. 1. JOSÉ JUAN CONTRERAS ESPINOSA 
CUAUTITLÁN IZCALLI , EDO. DE MÉxIco. 2012 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN 
UNIDAD DE ADMINISTRACIÓN ESCOLAR 
DEPARTAMENTO DE EXÁMENES PROFESIONALES 
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Ul~lll' 
ASUNTO: VOTO M>RODArTORIO 
DRA. SUEMI RODRíGUEZ ROMO 
DIRECTORA DE LA FES CUAUTITLÁN 
PRESENTE 
ATN: L.A. ARACELI HERRERA HERNÁNDEZ 
Jefa del Departamento de Exámenes 
Profesionales de la FES Cuautitlán 
-J. rt.· ... r. 
Con base en el Art. 28 del Reglamento de Exámenes Profesionales nos permitimos comunicar a 
usted que revisarnos LA TESIS: 
"Evitar Tratamientos Térmicos Post Soldadura (PWHT)" 
Que presenta el pasante: Ulises López Robles 
Con número de cuenta: 08902685-0 para obtener el Título de: Ingeniero Mecánico Electricista 
Considerando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN 
PROFESIONAL correspondiente, otorgamos nuestro VOTO APROBATORIO. 
ATENTAMENTE 
"POR MI RAZA HABLARA EL ESPÍRITU" 
Cuautitlán Izcalli, Méx. a 15 de Marzo de 2012. 
PROFESORES QUE INTEGRAN EL JURADO 
NOMBRE 
PRESIDENTE M.l. José Juan Contreras Espinosa 
VOCAL Ing. Jorge de la Cruz Trejo 
SEC~TARIO MAL Pedro Guzmán Tinajero 
ler SUPLENTE Ing. Rayrnundo Morales Márquez 
2do SUPLENTE M.E. Carlos Oropeza Legorreta 
NOTA: los sinodal~s suplentes están ol¡ligados a presentarse el día y hora del Examen Profesional (art. 120). 
HHAlpm 
 
A mi esposa Ana Luisa, quien es el amor de mi vida, por ser tan compañera y 
dar sentido a mi vida. Por impulsarme incansablemente a lograr nuevas 
metas, ¡cual flor que alimenta al colibrí!… 
 
 
A mis hijos: 
 
Isaac Alejandro, porque con su pequeña presencia llenó de luz todo nuestro 
mundo como; por su pureza, por el brillo en su mirada y la alegría de su 
sonrisa… 
 
A mi pequeño, que en el vientre materno, nos renueva la ilusión… 
Al hijo que no conocí y sin embargo me enseño a ser fuerte para 
sobreponerme a las adversidades… 
 
 
A mis padres: 
 
A mi Papá Alejandro, quien es siempre llama viva, aún en medio de lo 
adverso; por ser mi primer ejemplo… 
 
A mi Mamá Gloria, quien con savia de roble me enseñó a vivir… 
A ustedes Padres, gracias porque de ustedes aprendí las primeras palabras y 
con ustedes aprendí a dar los primeros pasos; por ser de “los que luchan toda 
la vida”. Que Dios les bendiga. 
 
 
A mis Hermanos: 
 
A Israel y Omar, por los mejores años de la infancia, por su compañía y por 
las interminables horas de juegos… 
 
A Alejandra, por su ejemplar fortaleza. Porque su esencia sabrá sobrevivir a 
los vientos… 
 
 
 
A Benjamín, Abigail, Paris, Deneb, Armando, que sean personas de bien. 
 
A Bertha, Araceli, y Carmen, que de alguna forma son parte de mi familia, 
que Cristo Jesús los ilumine… 
 
 
 
A mis suegros, Roberto e Imelda, gracias por su apoyo incondicional… 
A mi Universidad y Profesores, donde y de quienes aprendí la mejor forma de 
vivir, siempre en busca de ser cada día un mejor ser humano. Gracias por 
toda la enseñanza y la invaluable capacidad de renovarse y sembrar 
semillas de esperanza en cada persona que pasa por sus aulas… 
 
 
Al Maestro Ingeniero José Juan Contreras, por su labor incansable labor 
académica, gracias por alentarme en este trabajo… 
 
 
Jesús Cristo, ¡cuántos te han conocido!, 
¡cuántos han dado sus vidas por un 
mundo mejor! Humildemente gracias te 
doy, porque te he conocido, y siendo tan 
pequeño como soy me has dado tanto, me 
has enseñado a mirar las estrellas… 
 
 
 I 
ÍNDICE 
 
1.- INTRODUCCIÓN 
1.1 ANTECEDENTES 
1.2 ¿QUÉ ES LA CALIDAD? 
1.2.1 ¿POR QUÉ LA CALIDAD? 
1.2.2 ¿EN MÉXICO SE ELABORAN PRODUCTOS DE BAJA O MALA CALIDAD? 
1.2.3 ¿LA CALIDAD CUESTA? 
1.2.4 ¿LA CALIDAD PUEDE TENER IMPACTO EN LOS NEGOCIOS DE UNA 
ORGANIZACIÓN? 
1.3 ¿QUÉ SON LOS PROCESOS DE SOLDADURA? 
1.4 ¿QUÉ SON LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS? 
1.4.1 ¿DÓNDE USAR LOS END? 
1.4.2 ¿POR QUÉ USAR LOS END? 
1.4.3 ¿CUÁNDO USAR LOS END? 
1.5 ¿QUÉ SON LAS PRUEBAS MECÁNICAS? 
1.6 OBJETIVO 
2.- CALIDAD 
2.1 DEFINICIÓN DE CALIDAD 
2.2 CONTROL TOTAL DE CALIDAD Y SU PROPÓSITO 
3.- SISTEMAS DE CALIDAD 
3.1 EL SISTEMA DE CALIDAD 
3.2 ENFOQUE BASADO EN PROCESOS (ISO 9001:2000) 
3.3 REQUISITOS DEL SISTEMA DE CALIDAD 
3.4 REQUISITOS DEL SISTEMA DE CALIDAD ASME 
3.4.1 REQUISITOS GENERALES PARA CERTIFICACIÓN Y AUTORIZACIÓN DE 
SELLO ―U‖ DE LA ASME. 
3.5 ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD ASME 
4.- PROCESOS DE SOLDADURA Y CALIFICACIÓN 
4.1 PROCESOS DE SOLDADURA 
4.2 EL PROCESO DE SOLDADURA MANUAL (S M A W) 
4.3 EL PROCESO DE SOLDADURA CON PROTECCIÓN DE GAS (G M A W) 
4.3.1 TRANSFERENCIA DE METAL DE SOLDADURA 
4.4 EL PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO CON ELECTRODO DE TUNGSTENO 
Y PROTECCIÓN DE GAS (G T A W) 
4.5 EL PROCESO DE SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO (S A W) 
4.5.1 ¿CÓMO OPERA EL PROCESO SAW? 
4.5.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS FUNDENTES DEL PROCESO SAW 
 II 
4.5.3 CLASIFICACIONES DE AWS PARA MATERIALES DE SOLDADURA DEL 
PROCESO SAW 
4.6 PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA 
4.6.1 REGISTROS DE CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA 
5.- ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS E.N.D. 
5.1 LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (E N D) 
5.2 EXAMINACIÓN VISUAL 
5.3 EXAMINACIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES 
5.3.1 PROCEDIMIENTO DE EXAMINACIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES 
5.3.2 EVALUACIÓN 
5.4 EXAMINACIÓN POR ULTRASONIDO 
5.4.1 EL EQUIPO DE ULTRASONIDO 
5.4.2 EVALUACIÓN 
5.5 EXAMINACIÓN POR RADIOGRAFÍA 
5.5.1 FUNDAMENTOS DEL ENSAYO RADIOGRÁFICO 
5.5.2 EQUIPO PARA RADIOGRAFÍA 
5.5.3 CARACTERÍSTICAS DE LAS FUENTES RADIOACTIVAS 
5.5.4 LA PELÍCULA RADIOGRÁFICA 
5.5.5 EVALUACIÓN 
6.- PRUEBAS MECÁNICAS 
6.1 PRUEBAS MECÁNICAS 
6.2 ENSAYO DE TENSIÓN 
6.3 ENSAYO DE DOBLEZ GUIADO 
6.4 ENSAYO DE DUREZA 
6.4.1 ENSAYO DE DUREZA BRINELL 
6.4.2 ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL 
6.4.3 CORRELACIÓN ENTRE DUREZA Y LA CURVA ESFUERZO-
DEFORMACIÓN 
6.5 TÉCNICAS PARA IDENTIFICACIÓN DE DEFECTOS Y MICROESTRUCTURAS 
6.5.1 METALOGRAFÍAS ÓPTICAS 
7.- TRATAMIENTO TÉRMICO y METALÚRGIA DE LA SOLDADURA 
7.1 TRATAMIENTO TERMICO POST SOLDADURA 
7.2 METALURGIA DE LA SOLDADURA 
8.- CASO PRÁCTICO 
8.1 AERO ENFRIADORES (API 661)
 
8.2 CALIFICACIÓN DEL WPS USUAL
 
8.3 CALIFICACIÓN DEL WPS ALTERNATIVO
 
 
 III 
9.- CONCLUSIÓN 
9.1 CONCLUSIÓN I 
9.2 CONCLUSIÓN II 
9.3 ANÁLISIS DE COSTOS DE REPARACIÓN DE AEROENFRIADOR 
9.4 COMENTARIO FINAL 
 
ANEXOS: 
ANEXO A 
TABLA A-1: RANGOS DE AMPERAJES RECOMENDADOS POR ASME/AWS 
PARA USO DE ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ACEROS AL CARBÓN 
PARA EL PROCESO SMAW. 
TABLA A-2: RANGOS DE AMPERAJES RECOMENDADOS POR ASME/AWS 
PARA USO DE ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ACEROS DE BAJA 
ALEACIÓN PARA EL PROCESO SMAW. 
ANEXO B 
TABLA B-1: RANGOS DE AMPERAJES Y VOLTAJES (AJUSTES) 
RECOMENDADOS POR ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ACEROS AL 
CARBÓN DE MEDIANA Y BAJA ALEACIÓN RECOMENDADOS PARA EL 
PROCESO GMAW. 
ANEXO C 
TABLA C-1: TABLA DE CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN AWS DE LOSELECTRODOS DE TUNGSTENO NO CONSUMIBLES PARA SOLDADURA POR 
EL PROCESO GTAW. 
TABLA C-2: TABLA DE SELECCIÓN DE ELECTRODOS DE TUNGSTENO, Y 
GASES RECOMENDADOS PARA SOLDADURA DE DIFERENTES MATERIALES 
POR EL PROCESO GTAW. 
ANEXO D 
TABLA D-1: TABLA DE CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS 
ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ACEROS AL CARBÓN 
RECOMENDADOS PARA EL PROCESO SAW (SFA 5.17). 
TABLA D-2: TABLA DE PARÁMETROS RECOMENDADOS DURANTE 
SOLDADURA PARA LOS ELECTRODOS DE SOLDADURA DE ACEROS AL 
CARBÓN RECOMENDADOS PARA EL PROCESO SAW (SFA 5.17). 
ANEXO E 
TABLA E-1: VARIABLES DE LAS ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO 
DE SOLDADURA (WPS) PARA SOLDADURAS POR ARCO SUMERGIDO (SAW). 
 
 
 IV 
ANEXO F 
FIGURAS F: DIAGRAMAS DE POSICIONES USUALES PARA CALIFICACIÓN DE 
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA (WPS). 
ANEXO G 
TABLA G-1: GUÍA DE SELECCIÓN DEL MÉTODO DE EXAMINACIÓN DE 
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END). 
TABLA G-2: REQUERIMIENTOS DE UN PROCEDIMIENTO DE EXAMINACIÓN 
POR ULTRASONIDO. 
TABLA G-3: REQUERIMIENTOS DE UN PROCEDIMIENTO DE EXAMINACIÓN 
POR LÍQUIDOS PENETRANTES. 
TABLA G-4: REQUERIMIENTOS DE UN PROCEDIMIENTO DE EXAMINACIÓN 
POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS. 
ANEXO H 
TABLA H-1: TABLA DE REQUERIMIENTOS DE TRATAMIENTO TÉRMICO POST 
SOLDADURA PARA ACEROS AL CARBÓN, MATERIALES P-NÚM 1, POR 
CÓDIGO ASME SECCIÓN VIII DIVISIÓN 1. 
TABLA H-2: TABLA UCS-23 MATERIALES ACEPTADOS POR EL CÓDIGO ASME 
SECCIÓN VIII DIVISIÓN 1 PARA MATERIALES CONSTRUIDOS EN ACERO AL 
CARBÓN Y BAJAS ALEACIONES. 
ANEXO I 
DEFINICIONES Y TÉRMINOS USUALES EN SOLDADURA (RECONOCIDOS 
POR LA AWS Y LA ASME). 
ANEXO J 
DEFINICIONES Y TÉRMINOS USUALES EN LOS ENSAYOS NO 
DESTRUCTIVOS (RECONOCIDOS POR LA ASNT Y LA ASME). 
ANEXO K 
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN PARA EL ENSAYO DE INSPECCIÓN POR 
RADIOGRAFÍA BAJO PÁRRAFO UW-51 Y APÉNDICE 4 DE LA SECCIÓN VIII 
DEL CÓDIGO ASME ED 2010. 
ANEXO L 
TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN DE SOLOAIRES POR API 661. 
ANEXO M 
WPS Y PQR USUAL PARA LA FABRICACIÓN DE SOLOAIRES POR API 661. 
ANEXO N 
WPS Y PQR ALTERNATIVO PARA LA REPARACIÓN DE SOLOAIRES POR API 
661. 
 
 
 V 
ANEXO O 
DESIGNACIÓN DE NÚMERO ―P‖ DE ALGUNOS MATERIALES DE ACERO AL 
CARBÓN Y DE BAJA ALEACIÓN SEGÚN CÓDIGO ASME. 
ANEXO P 
DIAGRAMA DE POSICIONES DE SOLDADURA PARA CALIFICACIÓN DE 
PROCEDIMIENTO Y DE HABILIDAD DE SOLDADOR COMO LO SEÑALA LA 
SECCIÓN IX DEL CÓDIGO ASME. 
 
 
 1 
TÍTULO: 
 
EVITAR TRATAMIENTOS TÉRMICOS POST SOLDADURA (PWHT): 
 
 
 
 
 
 
1.- I N T R O D U C C I Ó N 
 
 
1.1 ANTECEDENTES 
 
Cuando una organización como Petróleos Mexicanos convoca a un concurso para 
licitación de algún proyecto, se espera que los aspirantes puedan brindar un producto o 
servicio que cubra las expectativas de calidad, tanto operativas como económicas. 
 
Muchos de esos productos son productos de acero fabricados bajo estándares y/o normas 
de diseño y fabricación internacionales, mediante el uso de procesos de soldadura y 
tratados térmicamente después de que se ha concluido con los procesos de fabricación. 
En ocasiones existen productos en los cuales resulta casi impráctico la realización de 
tratamientos térmicos post soldadura, y los costos suelen ser elevados, incrementando con 
ello el costo final del producto. 
Resulta casi increíble que empresas extranjeras tengan tanta o más oportunidad que la 
industria nacional para brindar su servicio; entonces uno puede preguntarse ¿cómo es 
posible que una organización venida de otro continente pueda ser favorecida sobre una 
organización doméstica?, ¿sus productos tienen mayor calidad? El par costo-calidad es 
determinante en la carrera que decidirá quién podrá tener oportunidad para competir, pero 
¿qué es calidad?, ¿cómo se logra la calidad?, ¿cuesta la calidad? 
 
 2 
1.2 ¿QUÉ ES LA CALIDAD? 
 
HABLAR DE CALIDAD SE HA RELACIONADO, TRADICIONALMENTE, CON FRASES 
COMO ―HACER LAS COSAS BIEN‖ O ―HACERLO BIEN DESDE EL PRINCIPIO‖, Y MAS 
RECIENTEMENTE ―HACER LAS COSAS BIEN Y A LA PRIMERA‖, PERO CALIDAD ES 
MAS QUE EL PUNTO DE VISTA DE UNA ORGANIZACIÓN CON RESPECTO A SU 
PRODUCTO O SERVICIO Y LA FORMA EN QUE LO DESARROLLA. 
 
Ir mas allá en éste concepto es ir al punto de vista de quienes harán uso de un producto, 
esto es, la calidad es lo que el cliente -y no la compañía u organización fabricante- dice 
que es. Por lo tanto, la calidad es y debe ser consecuencia de un trabajo orientado al 
cliente y de procesos de trabajo en equipo a través de todas las áreas de la organización. 
 
El binomio calidad-productividad es piedra angular en la carrera por la competitividad. La 
economía moderna se caracteriza por estar globalizada e interdependiente en sus 
procesos de producción, comercialización, inversión, flujos financieros y desarrollo 
tecnológico, en donde las empresas enfrentan crecientes exigencias de productividad, 
además de que las leyes del mercado las obligan a profundizar y cambiar estrategias y 
políticas, a planear, crear e innovar, a tener capacidad de adaptación y sensibilidad para 
anticipar necesidades futuras para poder sobrevivir y desarrollarse en este nuevo y 
complejo entorno. 
 
Mercados cada día más competidos y modelos económicos son, hoy en día, condiciones 
que han obligado a las organizaciones a buscar caminos que les permitan mantenerse en 
la carrera por permanecer en el mercado. La calidad juega un papel fundamental para el 
manejo total de una organización, desde procesos administrativos y de mercadotecnia, 
pasando por procesos productivos hasta el servicio y satisfacción del cliente; es decir, en 
esencia, la calidad es una forma de administrar a la organización. 
 3 
Dada la cada vez mayor apertura comercial entre países y la integración a la dinámica de 
la globalización, las empresas deben tomar la decisión de continuar haciendo las cosas 
como siempre se han hecho o modificar estrategias. Para lograr resultados en este nuevo 
entorno, se requiere de acciones y cambios que provoquen estar a la vanguardia en los 
mercados en los que se quiera ser líder; la calidad, los procesos de mejora continua, la 
excelencia, la reingeniería de procesos y los sistemas de evaluación no son en sí mismos 
un fin, son una necesidad primordial y un medio que permitirá a las organizaciones no solo 
sobrevivir al mercado, sino que les permitirá tener cada día una mejor posición en el 
mismo. 
 
Hoy, la supervivencia y éxito de las empresas depende de la eficiencia y eficacia de 
su personal, de sus sistemas y procesos, del acceso a la tecnología y una capacidad de 
respuesta rápida para satisfacer las necesidades del cliente. 
 
Para nadie es un secreto el fuerte impacto que los conceptos de calidad cobraron a partir 
del impresionante desarrollo del Japón después de la segunda guerra mundial, en esos 
días la industria automotriz estadounidense prosperaba y crecía pero sobre bases de 
aprendizaje convencional, aprendizaje de mantenimiento, aprendizaje encaminado a 
decisiones reactivas, decisiones determinadas por ―crisis‖, hasta que se encontró con un 
muro infranqueable: los ―magos‖ japoneses de la industria, y aprendió por impacto lo que 
era crisis verdadera, y en lugar de buscar una salida al dilema, se manejo por impacto 
durante años, las medidas: cierre de fabricas, recortes de personal, y cualquier medida que 
se asomara como viable. 
Es a partir de 1996 que Detroit comienza su recuperación, la clave: un aprendizaje 
innovador sin duda basado en sistemas de gestión entre ellos: ―sistemas de gestión de 
calidad‖. 
 
 
 4 
1.2.1 ¿POR QUÉ LA CALIDAD? 
 
Después de la experiencia que la industria ha tenido, se puede afirmar que un modelo de 
calidad: 
 
 MEJORA LAS ACTIVIDADES BÁSICAS DE NEGOCIOS, 
 PERMITE UN MEJOR APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS 
HUMANOS, 
 PERMITE MAYOR EFICACIA PARA EL USO DE RECURSOS MATERIALES 
Y TECNOLÓGICOS, 
 PERMEA LAS ACTIVIDADES A LA SATISFACCIÓN DEL CLIENTE, 
 ES LA FORMA MÁS ECONÓMICA PARAABATIR COSTOS, 
 PERMITE ANTICIPARSE , ―LA PREVENCIÓN SOBRE LA REACCIÓN‖, 
 ENCONTRAR SOLUCIONES CREATIVAS A LOS PROBLEMAS 
 UN MODELO ÓPTIMO DEBE SER INCLUSIVO, ILIMITADO INSTRUCTIVO Y 
DINÁMICO. 
 
1.2.2 ¿EN MÉXICO SE ELABORAN PRODUCTOS DE BAJA O MALA 
CALIDAD? 
 
Petróleos Mexicanos cuenta con colaboradores de suministro extranjeros como lo son, 
entre otros, organizaciones asiáticas como Samsung, Sunk Kyong, Mitsui; 
estadounidenses como Brown Fintube (BFT), Peerless Co.; canadienses como Porta Test; 
españolas como Técnicas Reunidas, Vicalde; etc. Es indiscutible que la calidad de los 
productos hechos en México, no está lejos de la calidad que estas organizaciones pueden 
producir e incluso, se puede afirmar que algunas veces la calidad de productos hechos en 
México ha sido superior. 
 5 
1.2.3 ¿LA CALIDAD CUESTA? 
 
La calidad no es moda ni es ―para dar trabajo‖ a un ingeniero; la calidad debe ser un modo 
de vida, debe ser una cultura, y claro que tiene un costo, pero un modelo de calidad que 
permita la prevención siempre cuesta menos que un modelo de mantenimiento que 
siempre sea reactivo. Es necesario pensar en las horas hombre que cuestan las 
reparaciones, los reprocesos, los costos de traslados, costos de insumos, etc. 
 
 
1.2.4 ¿LA CALIDAD PUEDE TENER IMPACTO EN LOS NEGOCIOS DE UNA 
ORGANIZACIÓN? 
 
En el año 2001 una organización norteamericana (BFT) líder en la tecnología para 
transferencia de calor comenzó su labor de introducción de sus productos al mercado 
mexicano. 
 
Para la fabricación de este tipo de productos se requiere que la organización elegida tenga 
un sistema de calidad aprobado y certificado por la Sociedad Americana de Ingenieros 
Mecánicos (ASME); después de la valoración y evaluación comercial de la fabricación del 
primer equipo en territorio nacional, se concluyó que el margen comercial obtenido entre 
fabricarlo en Estados Unidos o fabricarlo en México no era muy grande como pudiera 
pensarse; la evaluación funcional y de calidad del equipo resultó más atractiva que la 
económica. 
 
Esto significó un logro para una organización mexicana, en este caso, el costo influyó pero 
el factor determinante fue la calidad. 
 
 6 
Hoy en día, ya se han fabricado más equipos de este tipo, incluso existen equipos 
fabricados en México que están operando en Estados Unidos. 
 
 
1.3 ¿QUÉ SON LOS PROCESOS DE SOLDADURA? 
 
La SOCIEDAD AMERICANA DE SOLDADURA AWS (por sus siglas en inglés American 
Welding Society), y otros autores definen la soldadura como un ―proceso de unión de 
partes que resulta en la coalescencia (fusión) de materiales calentándolos a la temperatura 
de soldadura con o sin aplicación de presión, o con aplicación de presión únicamente, ó, 
con o sin uso de materiales de aporte‖
1
. 
 
La AWS define varios grupos o familias de procesos de soldadura, por ejemplo: soldadura 
de arco eléctrico, soldadura fuerte, soldadura por oxi-gas combustible, soldadura de 
resistencia, etcétera. Entre los procesos de soldadura del grupo de soldaduras de arco 
eléctrico está el proceso de soldadura de arco sumergido SAW, (por sus siglas en 
inglés Submerged Arc Welding). 
 
―El proceso de soldadura SAW usa el arco eléctrico producido entre un electrodo 
consumible y la pieza de trabajo mientras el arco mismo, el metal base, y el charco de 
soldadura quedan cubiertos (sumergidos) en una capa de fundente granular‖
 2
. 
 
Las soldaduras deben ser efectuadas (aplicadas) mediante el uso de procedimientos de 
soldadura calificados WPS (por sus siglas en inglés Welding Procedure Specification). La 
AWS define al WPS como un ―documento que contiene las variables de soldadura 
necesarias para una aplicación específica, y para asegurarse su repetibilidad siempre que 
sea aplicado por soldadores debidamente entrenados‖
 3
. 
 7 
1.4 ¿QUÉ SON LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS? 
 
Quien ha tenido contacto con los Ensayos No Destructivos (END) tiene su propia definición 
a cerca del tema en función del uso personal. Los END pueden ser definidos como: 
“Pruebas realizadas a un espécimen para determinar su habilidad para ser útil sin 
provocarle daños que inhiban su uso”
 4
. 
 
En los ensayos destructivos el espécimen es destruido sin posibilidad de poder usarlo 
posteriormente para los fines para los cuales ha sido hecho. 
 
 
1.4.1 ¿DÓNDE USAR LOS END? 
 
Los END se usan donde necesitamos estar seguros de la confiabilidad en el uso de un 
espécimen. 
 
 
1.4.2 ¿POR QUÉ USAR LOS END? 
 
―Usamos los END porque son el mejor método para identificar y dar solución a problemas 
que inhiben el uso de un espécimen. Una razón más de peso es lo económico que resulta 
realizar END contra los costos de daños que puede provocar el espécimen no apto para 
ser usado‖
 5
. 
 
 
 8 
1.4.3 ¿CUÁNDO USAR LOS END? 
 
Por su naturaleza y lo noble de los END, éstos pueden ser realizados antes, durante y 
después de la fabricación o elaboración de un producto; es decir, se pueden realizar END 
a la materia prima, al producto durante proceso de fabricación y al producto terminado. 
 
 
1.5 ¿QUÉ SON LAS PRUEBAS MECÁNICAS? 
 
A diferencia de los END, las pruebas mecánicas son una serie de ensayos que se realizan 
sobre el espécimen ocasionándole a éste daños que incluso llegan a la destrucción del 
mismo. En estos ensayos el espécimen es sometido a esfuerzos que sirven para 
determinar características de sus propiedades mecánicas; en el tipo de soldaduras objeto 
del presente trabajo, las propiedades mecánicas que se espera conocer son la resistencia 
a ceder de un material, resistencia a la tensión, en ocasiones, donde es requerido, se 
somete al espécimen a pruebas de impacto, resistencia a la penetración (dureza), 
determinación de tamaños de grano (metalografías), etc. 
 
En éste trabajo se someterá al espécimen de soldadura a las pruebas de tensión para 
conocer tanto el punto en que el material cede como su esfuerzo a la tensión, se 
determinará la dureza en las zonas de interés (metal base, zona afectada y material de 
soldadura), y se realizará macro ataque (metalografía) para determinar las zonas de metal 
base, soldadura y zonas afectadas por el calor. Los resultados de las pruebas 
determinarán las características mecánicas del espécimen. 
 
 9 
Puesto que, para cierto tipo de productos que se fabrican por procesos de soldadura, sería 
muy costoso elaborar modelos para someterlos a pruebas destructivas, se efectúan 
probetas de soldadura en las cuales se reproducen las variables que serán seguidas 
durante todo el proceso de fabricación, y son esas probetas (especímenes) las que se 
someten a ensayos destructivos; la materia prima se ensaya de forma similar en las 
instalaciones del fabricante de la misma; y el producto como tal es sometido a END y a 
pruebas hidrostáticas que someten al conjunto a esfuerzos debidos a la presión durante 
ésta prueba. Es decir, el producto fabricado por soldadura (como se maneja en éste 
trabajo), se valida mediante la suma de los ensayos individuales que se realizan en: 
 
 Pruebas a la materia prima (resultados indicados en el certificado de calidad de 
materiales); 
 Pruebas para la calificación de los procedimientos de soldadura; 
 Ensayos No Destructivos efectuados durante el proceso de fabricación; 
 Pruebas de presión finales (pruebas hidrostáticas). 
 
Es por todo lo arriba señalado que, el trabajo que aquí se presenta pretende ser de ayuda 
para todo aquel convencido y comprometido con la calidad en los procesos de 
manufactura, en especial con procesos de soldadura, para lograr productos de calidad 
mediante la ayuda de ensayos no destructivos y pruebas mecánicas; y sobre todo está 
dirigido para toda organización cuyo producto sean bienes de capital (equipos de proceso y 
recipientes sujetos a presión, líneas de conducción para fluidos, calderas, etc.). 
Con éste trabajo NO se pretende eliminarla necesidad de efectuar Tratamiento Térmicos 
Post Soldadura, se pretende evitarlos en la medida en que sea posible en reparaciones de 
productos que por su naturaleza implicarían costos elevados de dichos tratamientos, 
específicamente en la reparación de aero enfriadores y recipientes que no puedan ser 
trasladados a las instalaciones de un fabricante y deban ser intervenidos en el sitio donde 
están en operación. 
 10 
1.6 OBJETIVO 
 
Este trabajo tiene fundamentalmente dos objetivos: 
 
i) Plantear alternativas para evitar realizar TRATAMIENTO TÉRMICO POST 
SOLDADURA en algunos productos que así lo requieren actualmente; 
 
ii) Obtener Procedimientos de Soldadura, con Proceso de Arco Sumergido, 
Calificados sin PWHT, efectuando ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Y PRUEBAS 
MECANICAS, para demostrar cumplimiento con estándares de CALIDAD similares a los 
aplicables a productos tratados térmicamente, logrando con ello, además, la reducción de 
costos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 11 
2.- C A L I D A D 
 
 
2.1 DEFINICIÓN DE CALIDAD 
 
 
En la medida en que la actividad económica se diversifica y los modelos productivos se 
globalizan, la competencia dentro un mercado, en ―casi‖ cualquier área, se hace más y 
más cerrada cada vez. La carrera por subsistir tiene a cada momento mayor o menor 
número de competidores, según sea el área o actividad, pero de cualquier forma, para 
algunas organizaciones, la dificultad de subsistir y emerger aumenta en la medida en que 
otras empresas cuentan con: 
 
1) Implementaciones y desarrollo tecnológicos; 
2) Desarrollo y capacitación de mano de obra; 
3) Desarrollo e implementación de sistemas de fabricación; 
4) Desarrollo e implementación de sistemas de calidad; etc. 
 
Pero sea lo que sea que se haga para lograr captar mercados y permanecer vigentes en 
las preferencias de los clientes, siempre se hablará de la ―calidad‖ del producto o servicio 
suministrado pues, como lo señala el Dr. Armand V. Feigenbaum
1
, presidente de la 
General Systems Company, Inc. y fundador de la Teoría del Control Total de la Calidad, ―la 
calidad la determina el cliente, no el ingeniero ni la mercadotecnia, ni la gerencia general‖.
2
 
Y bien cierto es, puesto que lo que a uno pueda o no parecerle la calidad de algún 
producto o servicio, en términos de normas y especificaciones, puede no ser calidad si al 
cliente le parece así, puesto que para el cliente, la calidad ―está basada en su experiencia 
real con el producto o servicio, medida contra sus requisitos – definidos o tácitos, 
conscientes o sólo percibidas, operacionales técnicamente o por completo subjetivos- y 
siempre representa un objetivo móvil en el mercado competitivo.‖
 3
 
 
 12 
El concepto de calidad de un producto ha evolucionado junto con los procesos y avances 
tanto científicos como tecnológicos, hasta convertirse en una necesidad el estandarizar, 
tanto los procesos como las características o requisitos de un producto o servicio. 
Como lo cita el Dr. Feigenbaum, podemos definir la calidad de un producto o servicio 
como: 
 
 “La resultante total de las características del producto y servicio en cuanto 
a mercadotecnia, ingeniería, fabricación y mantenimiento por medio de las 
cuales el producto o servicio en uso satisfará las expectativas del cliente”
 4
 
 
Esto nos remite a que lo que se puede entender como calidad en términos del 
cumplimiento de especificaciones o estándares, sin conceptualizar el juicio o criterio del 
cliente, se reduce a determinar cuánto o en qué medida un producto o servicio se acerca a 
un cierto nivel de calidad, sin que ello sea necesariamente la calidad que el cliente 
esperaba. Lo que se entendía como concepto del cumplimiento de calidad de un producto, 
ha pasado a ser cumplimiento de requisitos o características del producto, mismos que en 
suma, aunados al precio más el grado de satisfacción del cliente, constituyen la calidad del 
producto o servicio. 
 
Las siguientes son algunas de las características principales que debe cumplir un producto 
o servicio: 
 
 Confiabilidad: el producto debe ser confiable para su uso en el servicio para el cual 
ha sido diseñado; 
 Seguridad: el producto debe mostrar seguridad en su desempeño, tanto seguridad 
para preservar íntegras sus características durante su uso, como seguridad con 
respecto a las personas que lo usan y las que lo rodean, así como amigable con el 
medio ambiente; 
 13 
 Mantenimiento y servicio: el producto debe ser de fácil mantenimiento durante su 
ciclo de vida; 
 Atractivo: el producto debe ser atractivo respecto al criterio, gustos y exigencias del 
cliente (consumidor) o usuario. 
 
El siguiente diagrama nos muestra la forma en que principalmente se constituye la calidad 
de un producto o servicio: 
 
Componentes principales de la calidad de un producto
confiabilidad
seguridadmantenimiento 
y servicio
atractivo
 
 
Fig. 2.1 
 
 
Dentro de las características señaladas se incluyen el cumplimiento a características 
dimensionales, cumplimiento a normas o especificaciones y estándares aplicables, costos 
de materia prima, costos de mano de obra, costos de ingeniería, costos de inspección, etc. 
 
Lo anterior es una de las razones por las cuales nació la Organización Internacional para la 
Estandarización (ISO por sus siglas en inglés Internacional Organization for 
 14 
Standarization), la cual, desde su nacimiento, ha generado una serie de normas para 
estandarizar tanto modelos o sistemas, ya sean de fabricación o control de producción, así 
como productos y servicios, y es en la serie ISO 9000:2000 (actualmente está ya en 
vigencia la serie 9000:2008), que se ha dado “un enfoque al cliente” y no es para menos, 
pues anteriores ediciones enfocaban sus baterías a la organización, y posteriormente a los 
procesos, pero en últimos tiempos ya se enfoca al cliente. 
 
 
2.2 CONTROL TOTAL DE CALIDAD Y SU PROPÓSITO 
 
Comencemos por definir algunos términos. La real academia española define, en una 
primera acepción, a la palabra control como “comprobación, inspección, fiscalización, 
intervención”
 5
 en segundo orden define a la palabra control como “dominio, mando”
 6
; en 
términos industriales, el control ―es un proceso para delegar responsabilidad y autoridad 
para la actividad administrativa para asegurar resultados satisfactorios‖
 7
. 
 
Así, el control es un proceso que puede abarcar desde un área de una organización, hasta 
su totalidad, es decir, existen procesos de control de planeación, control de producción, 
control de suministros, de costos, etcétera, así como hay procesos de control de calidad. 
Desde un punto de vista práctico, entonces, podemos decir que el control de calidad es un 
proceso que tiene como objetivo final lograr un producto o servicio cuyas características 
satisfagan al cliente. De esto se desprende otro término muy de moda a partir de los años 
noventa: el control total de la calidad. 
 
El Dr. Feigenbaum define el control total de la calidad de la siguiente forma: 
 
 “El control total de la calidad es un sistema efectivo de los esfuerzos de varios 
grupos en una empresa para la integración del desarrollo, del mantenimiento y de la 
 15 
superación de la calidad con el fin de hacer posibles mercadotecnia, ingeniería, fabricación 
y servicio, a satisfacción total del consumidor y al costo más económico”
 8
. 
 
Dada la visión ya señalada con respecto a la calidad con un enfoque al cliente, se entiende 
que el control total de la calidad es un proceso que inicia con los requisitos solicitados por 
el cliente, pasando por procesos de diseño, procura, fabricación, seguimiento y puesta en 
marcha de un producto o servicio. Pero la calidad es un ―algo‖ que ha venido 
evolucionando y continuará su evolución mientras existan proveedores (de bienes o 
servicios) y consumidores (usuarios), y podrá evolucionar tan rápidocomo evolucionen los 
mercados y la tecnología. Demos un vistazo a la evolución que ha tenido la calidad, sobre 
todo a partir del siglo XX: 
 
El crecimiento del ―control de calidad‖ como se conoce hoy en día, ha abarcado 
prácticamente todo el siglo anterior; históricamente, la evolución del control de calidad se 
ha encontrado con variantes que han implicado escalar a un nivel más alto 
aproximadamente en lapsos de 20 años: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1900 1918 1937 1960 1980 90’S 
 
Fig. 2.2 
CONTROL TOTAL 
DE LA CALIDAD EN 
LA ORGANIZACIÓN 
Y ADMINISTRACIÓN 
DE LA CALIDAD 
TOTAL 
 
CONTROL 
TOTAL DE 
LA CALIDAD 
ESTADÍSTICA 
 
INSPECCIÓN 
 
SUPERVISOR 
 
OPERARIO 
EVOLUCIÓN DE LA 
CALIDAD 
 16 
La primera etapa en el desarrollo del control de la calidad ―operador-control de calidad‖, era 
parte inherente del proceso de fabricación, hasta finales del siglo XIX. En ese sistema, la 
responsabilidad de la manufactura del producto recaía en un trabajador o en grupo muy 
reducido y la responsabilidad de la calidad era llevada a cabo prácticamente por cada 
trabajador en el sitio mismo de su labor. 
 
El primer avance notable se dio entonces alrededor de los principios de 1900 cuando surge 
la figura del ―supervisor‖; los avances en el desarrollo de la tecnología hicieron posible la 
manufactura a mayor escala y con ello, un grupo de personas se dedicaba únicamente a 
producir mientras una persona asumía la responsabilidad por la supervisión de dicha 
producción, es él mismo quien lleva a cabo las labores de inspección del producto de la(s) 
unidad(es) bajo su responsabilidad. 
 
Así como el paso anterior lo provocó el progreso de tecnologías a favor del desarrollo, el 
siguiente paso vería la luz debido a la aparición de la ―industria de guerra‖, es entonces, 
con la primera Guerra Mundial y la producción para la guerra, que surge la figura de 
personas especializadas y cien por ciento dedicadas a inspeccionar la calidad; en este 
paso comienza lo que se denomina ―control de calidad por inspección”. A partir de este 
momento comienza a vislumbrarse la separación de unidades dentro del sistema de 
manufactura: el órgano de producción y el órgano de inspección el cual aplicaba su labor al 
100% de piezas surgidas en la producción. 
 
El siguiente cambio lo daría la producción masiva de la industria de guerra; es con la 
segunda Guerra Mundial, que surge el concepto de ―control estadístico de calidad‖ (de 
aquí los famosos ―estándares militares‖ MIL-STD). A los inspectores se les proveyó de un 
entrenamiento de conocimiento de herramientas estadísticas (muestreo y gráficas de 
control); con esto se llega a la sustitución de la inspección 100% por la inspección de 
muestreo. Es de notarse, que ni en esta etapa y menos en las anteriores, la calidad tenía 
 17 
un papel más allá de la sola inspección de productos, los aspectos económicos de una 
organización no estaban relacionados con la calidad. 
 
La tendencia la marcó el control estadístico de calidad hasta la aparición y surgimiento casi 
increíble de la industria del Japón; a principios de los años 50´s la calidad de un producto 
manufacturado en un país de occidente era considerada como la mejor. Una etiqueta con 
la leyenda ―made in USA‖ (Alemania, etc.) era una carta de presentación que podía 
asegurar la venta de un activo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1950 1960 1970 1980 1990 
 
 Fig. 2.3 
 
 
Antes de la segunda Guerra Mundial, la calidad de productos japoneses era malísima y 
difícilmente eran vendibles aunque su costo fuese ridículamente bajo, la realidad japonesa 
era sombría, ninguna señal de alarma era tan insistente a los gerentes industriales como 
su incapacidad para vender productos. Como su mayor limitación era la calidad y no el 
precio, dirigieron sus baterías hacia el camino de la calidad; aprendieron como mejorar la 
calidad, se volvieron eficientes en ello y se acostumbraron a ello, es decir, adquirieron el 
hábito de la calidad. Tan pronto terminó la guerra, la calidad de los productos japoneses 
C
A
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A
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 D
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O
D
U
C
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O
 
OCCIDENTE 
JAPON 
 18 
comenzó su escalada y a partir de los años 70 del Siglo anterior (véase figura 2.3), ha 
rebasado en muchas líneas a los productos de occidente, véase tan solo la etiqueta de los 
televisores más comerciales y seguramente la mayoría son de marcas de gigantes 
japoneses de tecnología electrónica. Mientras tanto, la industria de occidente no mostraba 
mayor reacción y las recomendaciones surgidas del uso de técnicas estadísticas no 
estaban siendo usadas de modo eficiente, no existía la estructura que posibilitara el uso de 
estos resultados para influir en la toma de decisiones. 
 
Así, a partir de los conceptos innovadores del modelo japonés, comenzó el “control total de 
la calidad”; esto sólo fue posible cuando las organizaciones comenzaron a establecer de 
forma eficaz una estructura operativa y de toma de decisiones para la calidad del 
producto, de forma tal que hoy en día, el control total de la calidad abarca todas las 
esferas administrativas y operacionales de una organización, hasta convertirse en una 
herramienta estratégica como modelo para competir en los mercados actuales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 19 
3.- S I S T E M A S DE C A L I D A D 
 
 
3.1 EL SISTEMA DE CALIDAD 
 
 
Como cualquier sistema, el sistema de calidad se compone de entradas, procesos, y 
salidas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 3.1 
 
 
La entrada la componen todos aquellos datos de inicio que pueden ser los requisitos del 
cliente, requisitos normativos del producto, estándares, etc. 
 
El sistema es en si toda la organización, y es tan sencillo o complejo como la organización 
lo requiera de acuerdo con su estructura, producto, mercado, etc. En lo particular este 
trabajo se enfocará en productos fabricados por procesos de soldadura, usando el código 
ASME como directriz para el diseño y fabricación de dichos productos. Por lo tanto en 
adelante se tratará de sistemas de calidad en general, y en lo particular se hablará de 
sistemas de calidad ASME. 
 
Dadas las circunstancias de los mercados actuales, se vuelve cada vez más necesario 
tener un sistema de calidad que brinde lineamientos de administración de la calidad a las 
organizaciones hoy en día, como lo cita el Dr. Feigenbaum, “con tantos factores 
involucrados en la administración de la calidad que cumpla con las demandas del mercado, 
es esencial que la compañía tenga un sistema claro y bien estructurado que determine, 
Entrada Sistema Salida 
 20 
documente, coordine y mantenga todas las actividades clave que son necesarias para 
asegurar las acciones de calidad necesarias en todas las operaciones pertinentes de la 
compañía. La característica de los sistemas modernos de calidad es su efectividad para 
proporcionar un fundamento sólido para el control económico, en beneficio tanto de una 
mejor satisfacción con la calidad por parte del cliente como de reducción de costos de 
calidad”
1
. 
 
Algunas organizaciones han experimentado el dolor de perder terreno ante competidores 
más agresivos, mientras que otras tantas han sucumbido ante la competencia actual, y las 
que mejor libradas han salido y han sabido aprovechar las condiciones actuales tienen, en 
común, sistemas de control de calidad bien establecidos y definidos. Ante esta verdad se 
vuelve una necesidad que el ingeniero actual, y cualquier profesionista, conozca y domine 
el ―arte‖ de los sistemas de calidad modernos con el fin de integrarse al mercado laboral 
que domina no sólo a México, sino al mundo laboral entero. 
 
A continuación revisaremos los requisitos de un sistema de administración de la calidad 
basado en la serie de normas9000 de la ISO. 
 
 
 
3.2 ENFOQUE BASADO EN PROCESOS (ISO 9001:2000)2 
 
Esta Norma Internacional promueve la adopción de un enfoque basado en procesos 
cuando se desarrolla, implementa y mejora la eficacia de un Sistema de Administración por 
Calidad, para aumentar la satisfacción del cliente mediante el cumplimiento de sus 
requisitos. 
Para que una organización funcione de manera eficaz, tiene que identificar y gestionar 
numerosas actividades relacionadas entre sí. Una actividad que utiliza recursos, y que se 
gestiona con el fin de permitir que los elementos de entrada se transformen en resultados, 
 21 
se puede considerar como un proceso. Frecuentemente el resultado de un proceso 
constituye directamente el elemento de entrada del siguiente proceso. 
La aplicación de un sistema de procesos dentro de la organización, junto con la 
identificación e interacciones de estos procesos, así como su Administración, puede 
denominarse como "enfoque basado en procesos". 
 
Una ventaja del enfoque basado en procesos es el control continuo que proporciona sobre 
los vínculos entre los procesos individuales dentro del sistema de procesos, así como 
sobre su combinación e interacción. 
 
Un enfoque de este tipo, cuando se utiliza dentro de un Sistema de Administración por 
Calidad, enfatiza la importancia de 
 
 la comprensión y el cumplimiento de los requisitos, 
 la necesidad de considerar los procesos en términos que aporten valor, 
 la obtención de resultados del desempeño y eficacia del proceso, y 
 la mejora continua de los procesos con base en mediciones objetivas. 
 
 
El modelo de un Sistema de Administración por Calidad basado en procesos que se 
muestra en la figura 3.2 ilustra los vínculos entre los procesos. Esta figura muestra que los 
clientes juegan un papel significativo para definir los requisitos como elementos de entrada. 
El seguimiento de la satisfacción del cliente requiere la evaluación de la información 
relativa a la percepción del cliente acerca de si la organización ha cumplido sus requisitos. 
El modelo mostrado en la figura 3.2 cubre todos los requisitos de esta Norma Internacional, 
pero no refleja los procesos de una forma detallada. 
 
NOTA De manera adicional, puede aplicarse a todos los procesos la metodología 
conocida como "Planificar-Hacer-Verificar-Actuar" (PHVA). 
 22 
PHVA puede describirse brevemente como: 
 
Planificar: establecer los objetivos y procesos necesarios para conseguir resultados de 
acuerdo con los requisitos del cliente y las políticas de la organización. 
 
Hacer: implementar los procesos. 
 
Verificar: realizar el seguimiento y la medición de los procesos y los productos respecto a 
las políticas, los objetivos y los requisitos para el producto, e informar sobre los resultados. 
 
Actuar: tomar acciones para mejorar continuamente el desempeño de los procesos. 
 
 
Fig 3.2 — Modelo de un Sistema de Administración por Calidad basado en procesos
3 
Tomado del estándar ISO 9000/2000 
 23 
Por definición: 
 
“Un sistema de calidad total es la estructura funcional de trabajo acordada en toda 
la compañía y en toda la planta, documentada con procedimientos integrados 
técnicos y administrativos efectivos, para guiar las acciones coordinadas de la 
fuerza laboral, las máquinas y la información de la compañía de las mejores formas 
y más prácticas para asegurar la satisfacción del cliente con la calidad y costos 
económicos de calidad”
 4
 
 
 
 
 
 
 
3.3 REQUISITOS DEL SISTEMA DE CALIDAD 
 
La norma ISO 9001:2000 especifica los requisitos del sistema de administración o control 
de calidad cuando la organización: 
 
a) necesita demostrar su capacidad para proporcionar de forma coherente 
productos que satisfagan los requisitos del cliente y los reglamentarios aplicables
5
, 
y 
 
b) aspira a aumentar la satisfacción del cliente a través de la aplicación eficaz del 
Sistema, incluidos los procesos para la mejora continua del Sistema y el 
aseguramiento de la conformidad con los requisitos del cliente y los reglamentarios 
aplicables.
 6
 
 
NOTA En esta Norma Internacional, el término "producto" se aplica únicamente al 
producto destinado a un cliente o solicitado por él. 
 
 24 
Para los sistemas de administración de calidad, es necesario contar con documentos que 
señalen la forma en que la organización administra la fabricación de un producto (en el 
caso de empresas de manufactura), o bien, para administrar servicios (en el caso de 
empresas prestadoras de servicios). Cada empresa define el tipo de documentos 
necesarios que se deben sumar a los documentos imperativos señalados por el tipo de 
sistema de que se trate, esto significa que, cada sistema que quiera ser implantado debe 
cumplir con los requisitos mínimos establecidos por la normativa a implementar, así como 
con los requisitos que la organización determine como necesarios para el cumplimiento de 
sus objetivos. 
 
Tradicionalmente se utiliza un diagrama en pirámide (fig. 3.3), que sirve para indicar los 
requisitos (documentos) requeridos para la implementación de un sistema de 
administración de calidad: 
 
 
 
 
evidencias
instructivos
procedimientos
manual de calidad
 
Fig. 3.3 
 
 
 El manual de calidad: Es el documento que señala el porqué del sistema 
de calidad de la organización y los objetivos del mismo y de la empresa; 
 25 
 Los procedimientos: Son una serie de documentos, algunos son 
mandatorios por la normativa, mientras que otros son seleccionados como 
necesarios por la organización para el logro de los objetivos. Estos 
documentos señalan el ¿qué?´¿cuándo?, ¿dónde?, y ¿quién? debe 
ejecutar una tarea o actividad dentro del proceso; 
 
 Los instructivos: Son documentos que pueden ser complementarios a los 
procedimientos y en ellos se describe la forma (¿cómo?) debe ejecutarse 
una actividad específica dentro de un proceso; 
 
 Las evidencias: Son los registros que brindan la evidencia de que el 
sistema de administración de calidad está siendo seguido por la 
organización. 
 
 
 
3.4 REQUISITOS DEL SISTEMA DE CALIDAD ASME 
 
La Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) es una organización que nació, 
precisamente por la necesidad de regular el diseño y la fabricación de recipientes 
sometidos a presión. Sus inicios los tiene a fines del siglo XIX y se establece como comité 
a partir del año 1911 con el propósito de formular y estandarizar las reglas para la 
construcción de calderas y otros recipientes sometidos a presión. A partir de ese momento, 
la ASME comienza la adopción de reglas y estándares que posteriormente devienen en lo 
que hoy se conoce como el código ASME. 
 
El código es hoy en día un compendio que contiene reglas de la ANSI, AWS, ASNT, API, 
etc. y en la actualidad se compone de 12 libros o secciones, a saber:
 7 
 
 26 
 Sección I: Reglas para la construcción de calderas y sus partes; 
 Sección II: Requisitos de Materiales: 
o Parte A: Especificaciones para materiales ferrosos; 
o Parte B: Especificaciones para materiales no ferrosos; 
o Parte C: Especificaciones para metales de aporte de soldadura; 
o Parte D: Propiedades de materiales. 
 Sección III: Reglas para la construcción de componentes nucleares; 
 Sección IV: Reglas para la construcción de calentadores; 
 Sección V: Examinaciones no destructivas; 
 Sección VI: Reglas recomendadas para el cuidado y operación de calentadores; 
 Sección VII: Guías recomendadas para el cuidado de calderas; 
 Sección VIII: Reglas para la construcción de recipientes a presión: 
o División 1 
o División 2 – Reglas alternas; 
o División 3 – Reglas alternas para la construcción de recipientes a altas 
presiones. 
 Sección IX: Requerimientos de soldadura; 
 Sección X: Recipientes reforzados con fibras; 
 Sección XI: Requerimientos para la inspección en servicio de plantas y 
componentes nucleares; 
 Sección XII: Reglas para la construccióny continuidad de servicio de auto tanques 
para transportación. 
 
La ASME, como la ISO, JIS, DIN, API, NBBI, etc. tienen definidas sus formas para evaluar 
y calificar a una organización que pretende ser certificada bajo su normativa. Para 
especificar el cumplimiento con una o varias secciones, la ASME emite un símbolo o sello 
con el cual se pueden estampar los productos que una organización debidamente 
certificada ha fabricado. 
 27 
Siendo tal el objetivo y alcance de este trabajo, hablaremos un poco sobre los requisitos 
que pide la ASME para poder certificar a una organización bajo el sello o símbolo U que es 
el sello aplicable a diseño y fabricación de recipientes a presión. 
 
 
 
3.4.1 REQUISITOS GENERALES PARA CERTIFICACIÓN Y 
AUTORIZACIÓN DE SELLO “U” DE LA ASME. 
 
 
a) GENERALIDADES:
 
 
 
―El fabricante debe tener y mantener un sistema de control de calidad establecido acorde a 
los requisitos del código, incluyendo el diseño, la fabricación y examinación de los 
recipientes sometidos a presión‖.
 8
 
 
Nota: Los requisitos señalados a continuación deben estar bien definidos en un manual 
que señale el cumplimiento con lo señalado por el código ASME. 
 
b) AUTORIDAD Y RESPONSABILIDAD: 
 
El código señala que se deben definir con claridad las autoridades y responsabilidades de 
los encargados del sistema de calidad. 
 
“Las personas que realizan funciones de control de calidad deben tener responsabilidad 
suficiente y bien definida, autoridad, y libertad para identificar problemas del control de 
calidad y de iniciar, recomendar y proveer soluciones”.
 9
 
 
 28 
c) ORGANIZACIÓN: 
 
La organización debe establecer su organigrama y señalar líneas de comunicación y de 
mando, así como las jerarquías dentro de ella. 
 
d) CÁLCULOS DE DISEÑO Y DIBUJOS: 
 
La organización debe tener previsto en sus procedimientos que toda la información 
derivada de diseño, cálculos, dibujos, etc., cumplen con los requisitos de la edición y 
adenda de código vigentes en ese momento. 
 
e) CONTROL DE MATERIALES: 
 
La ASME da lineamientos y reglas a seguir para que la organización se asegure de cumplir 
con los requisitos de materiales señalados en código. 
 
f) PROGRAMAS DE EXAMINACIÓN E INSPECCIÓN: 
 
Se deben establecer los procedimientos que den la seguridad de que el sistema de control 
de calidad de la organización cumple tanto con la fabricación, como con examinaciones e 
inspecciones requeridas por código. 
 
g) CORRECCION DE NO CONFORMIDADES: 
 
El manual del sistema de control de calidad debe establecer los lineamientos a seguir 
cuando se ha detectado que ―algo‖ (durante el proceso, o en cualquier momento), se ha 
salido o desviado de los requerimientos del código. 
 29 
El código ASME define una no conformidad como ―cualquier condición que no cumple con 
las reglas aplicables de la división dada, y señala que las no conformidades deben ser 
corregidas antes de concluir la fabricación de un componente para poder considerar que se 
cumple con la división dada”.
10
 
 
h) SOLDADURA: 
 
El sistema de calidad debe incluir las precauciones necesarias para asegurarse de que las 
actividades de soldadura están cumpliendo con los requerimientos de código que apliquen. 
 
Dado el objetivo del presente trabajo, más adelante se desarrollarán temas concernientes 
a soldadura en general, y en lo particular se tratará la soldadura por el proceso de arco 
sumergido. 
 
i) EXAMINACIONES NO DESTRUCTIVAS: 
 
Como en el caso de la soldadura, también se deben incluir las previsiones requeridas por 
el código en cuanto a los ensayos no destructivos que sean aplicables. 
 
También se desarrollarán temas de los llamados ensayos no destructivos en capítulos 
posteriores. 
 
j) TRATAMIENTO TÉRMICO: 
 
Al igual que en los dos casos anteriores, el tratamiento térmico es un proceso bastante 
elaborado dentro de los requisitos del código ASME, y también se discutirá sobre ello en 
capítulos posteriores de este trabajo. 
 
 30 
k) CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE MEDICIÓN Y PRUEBA: 
 
El código especifica que se deben tener establecidos sistemas o procedimientos de 
calibración y/o ajustes que aseguren que los equipos de medición y prueba usados por la 
compañía cumplen adecuadamente sus objetivos. 
 
l) REGISTROS: 
 
Por último, la organización debe establecer los mecanismos que aseguren que se tienen y 
se retienen correctamente los registros aplicables que demuestren que el sistema de 
control de calidad dictado por la ASME bajo la sección aplicable se está llevando a cabo 
correctamente bajo los requerimientos aplicables. 
 
 
 
3.5 ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA DE CALIDAD ASME 
 
El sistema de calidad auditado y certificado por la ASME establece una serie de 
requerimientos que deben ser cumplidos en un tiempo programado tanto por la parte 
auditada como por el cuerpo certificador. 
 
En una primera instancia se deben preparar todos aquellos documentos que la 
organización determine como necesarios de acuerdo al tipo de producto que se fabrica, 
además se deben elaborar todos los documentos (ya señalados) que son requeridos por la 
ASME según sea el alcance de la organización que pretende ser certificada. La 
organización debe establecer, mediante contrato, cuáles serán sus necesidades y alcances 
a ser auditados por la ASME; una vez que se tiene la documentación requerida, el sistema 
debe ser pre-auditado con la finalidad de detectar situaciones que pudieran estar fuera de 
lo requerido y que en auditoria pudiera presentarse como desviación o no cumplimiento al 
sistema. 
 31 
La pre auditoría es llevada a cabo por un Inspector Supervisor autorizado por la ASME y 
por un Inspector también autorizado por la ASME. 
 
Posterior a la etapa de preauditoría se hacen los ajustes que sean necesarios en un lapso 
de tiempo definido a fin de llegar a la auditoria de certificación con el sistema ya 
funcionando. Para la auditoria se requiere que la organización elabore un producto que 
sirva como demostración en el cual se llevará a cabo la auditoria física del sistema. 
 
La auditoria de certificación es efectuada por un equipo auditor conformado de la siguiente 
forma: un auditor líder designado por la ASME, un Inspector Supervisor, y un Inspector, 
ambos certificados y avalados por la ASME. El sistema que ha sido auditado y certificado 
(acreditado), se dice que esta apto para estampar productos con el símbolo de código 
ASME que represente el alcance del mismo sistema. Algunos de los certificados o 
estampas establecidos por la ASME son los siguientes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CALDERAS ENSAMBLES 
DE CALDERAS 
CALENTADORES 
ELECTRICOS 
CALENTADORES DE 
HIERRO FUNDIDO 
CALENTADORES DE 
AGUA POTABLE 
VALVULAS DE 
SEGURIDAD PARA 
CALENTADORES 
CALENTADORES 
MINIATURA 
 
 
 
COMPONENTES 
NUCLEARES 
CONTENEDORES PARA 
ALMACENAJE Y TRANSPORTE 
DE COMBUSTIBLES NUCLEARES 
INSTALACION Y 
ENSAMBLES 
NUCLEARES 
PARTES NUCLEARES VALVULAS DE 
SEGURIDAD 
NUCLEARES 
TUBERIAS SUJETAS A 
PRESION 
RECIPIENTES 
SUJETOS A PRESION 
REFORZADOS CON 
FIBRAS PLASTICAS 
CARROS TANQUE 
RECIPIENTES 
SUJETOS A PRESION 
 
REGLAS ALTERNAS 
PARA RECIPIENTES 
SUJETOS A PRESION 
RECIPIENTES 
SUJETOS A ALTA 
PRESION 
 
RECIPIENTES 
MINIATURA 
SUJETOS A PRESION 
VALVULAS DE 
SEGURIDAD PARA 
RECIPIENTES 
SUJETOS A PRESION 
 32 
4.- PROCESOS DE SOLDADURA Y CALIFICACIÓN 
 
 
4.1 PROCESOS DE SOLDADURA 
 
En éste capitulo se abordará de forma general los procesos de soldadura así como 
algunas de las ―variables‖ que constituyen a los procedimientos de soldadura. Se tratará de 
forma general cada uno de los procesos de arco eléctrico más conocidos, como lo son el 
proceso de soldadura de arco con electrodo revestido (SMAW), soldadura de arco con 
metal protegido con gas y su variante de protección con fundente (GMAW,FCAW),el 
proceso de arco con electrodo de tungsteno y protección de gas (GTAW), y finalmente se 
abordará de manera más detallada el proceso de soldadura de arco sumergido (SAW), que 
será finalmente el proceso de soldadura usado, en combinación con el proceso SMAW, en 
el caso práctico indicado en el capitulo 8. 
 
Comencemos por algunas definiciones que destacados autores y asociaciones hacen 
sobre el término soldadura de arco: 
 
Para la Sociedad Americana de Soldadura (AWS), el término de soldadura de arco, “aplica 
a un gran y diversificado grupo de procesos de soldadura que usan de un arco eléctrico 
como fuente de calor para fundir y unir metales. La unión entre metales durante la 
soldadura puede o no requerir el uso de presión o de metal de aporte”
1
. 
 
Otros autores como William Galvery y Frank Marlon, definen al término soldadura, como 
“un proceso de unión de partes que resulta en la coalescencia de materiales, 
calentándolos a una temperatura de soldadura (fusión), con o sin la aplicación de 
presión; o con aplicación de presión únicamente; y con o sin el uso de material de aporte”
 2
. 
 
 33 
Además de los procesos de soldadura ya señalados, existe una amplia gama de procesos 
eléctricos y no eléctricos que brindan grandes posibilidades de selección o combinaciones 
según las necesidades y materiales a unir. La tabla 4.1 muestra un universo bastante 
amplio de los procesos de soldadura: 
 
 
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c
a
 
Proceso para efectuar la junta o unión 
 S
M
A
W 
S
A
W 
G M A W 
F
C
A
W 
G
T
A
W 
P
A
W 
E
S
W 
E
G
W 
R
W 
F
W 
O
F
W 
D
F
W 
F
R
W 
E
B
W 
L
B
W 
B 
S 
S
T
 
B
 
P
 
S
 
T
B
 
F
B
 
IB
 
R
B
 
D
B
 
IR
B
 
D
F
B
 
Acero al 
carbono 
S x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x x x x x x x x 
Acero de Baja 
Aleación 
S x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x x x x x x 
Acero 
Inoxidable 
S x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x x x x x x 
Fundiciones 
de Hierro 
I x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x 
Níquel y sus 
aleaciones 
S x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x x x 
Aluminio y sus 
aleaciones 
S x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x 
T x x x x x x x 
Titanio y sus 
aleaciones 
S x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x x x x 
T x x x x x x x 
Cobre y sus 
aleaciones 
S x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x 
T x x x x x 
Magnesio y 
sus 
aleaciones 
S x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x x x x x 
M x x x x x x x x 
T x x x x 
Aleaciones 
Refractarias 
S x x x x x x x x x x x x 
I x x x x x x x x 
M x 
T 
 
Tabla 4.1 Procesos de Unión de Materiales
3 
 
 
 34 
Leyenda para la Tabla 4.1: 
Código por proceso: 
 
SMAW – Soldadura de Arco con Electrodo Revestido (conocida como soldadura manual) 
SAW – Soldadura de Arco Sumergido 
GMAW – Soldadura de Arco con protección de Gas (conocida como MIG) 
 ST - Soldadura de Arco con protección de Gas. Transferencia en spray (forma 
atomizada). 
 B - Soldadura de Arco con protección de Gas. Arco oculto. 
 P - Soldadura de Arco con protección de Gas. Arco pulsante. 
 S - Soldadura de Arco con protección de Gas. Arco de corto circuito. 
FCAW - Soldadura de Arco con protección de Fundente en el Núcleo (conocida como flux) 
GTAW – Soldadura de Arco con Tungsteno y protección de Gas 
PAW – Soldadura de Arco/Plasma 
ESW – Soldadura de Electro escoria 
ESG – Soldadura de Electro gas 
RW – Soldadura de Resistencia 
FW – Soldadura de flasheo 
OFW – Soldadura de Gas y Oxicombustible 
DFW – Soldadura de Difusión 
FRW – Soldadura de Fricción 
EBW – Soldadura Electrónica 
LBW – Soldadura Láser 
B – Soldadura Fuerte 
 TF – De antorcha 
 FB – De horno 
 IB – Por inducción 
 RB – Por resistencia 
 35 
 DB – De baño 
 IRB – Infrarroja 
 DFB – Por difusión 
S – Soldadura Blanda 
 
Claves por espesor de placa: 
 
S – Para chapas o láminas menores de 3mm (1/8‖) 
I – Espesores intermedios para placas de 3 a 6mm (1/8‖ a ¼‖) 
M – Espesores medios de 6 a 19mm (1/4‖ a ¾‖) 
T – Espesores grandes de 19mm (3/4‖) y mayores 
 
La “x” señala dónde es recomendado un proceso. 
 
 
Puesto que para el objetivo del presente trabajo nos enfocaremos en el uso de procesos 
de arco eléctrico, notemos que la constante en las definiciones de lo que es un proceso de 
soldadura es el uso de calor como medio para llevar a los materiales de trabajo a una 
temperatura de fusión para conseguir la unión entre los mismos. En los procesos de 
soldadura por arco, la fuente de calor la constituye la presencia de un arco eléctrico 
producido entre la pieza de trabajo (materiales a unirse) y un electrodo (que puede ser 
consumible o no consumible), el cual se desplaza a lo largo de la zona donde pretende 
efectuarse la unión entre metales. 
 
El desplazamiento del arco puede ser hecho por medio de dispositivos automáticos, 
semiautomáticos, y por medio manual; también puede mantenerse fija la fuente de calor 
(electrodo) y mover la pieza de trabajo por debajo de ella, pero sea cual sea la forma de 
desplazar la fuente de calor, es necesario que siempre exista la presencia del arco 
 36 
eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo para mantener el suministro de calor que 
permita que los materiales a unir se fundan para lograr la unión o junta de soldadura. El 
arco eléctrico se consigue de forma relativamente sencilla, para lograrlo se requiere de una 
fuente que suministra energía eléctrica (llamada fuente de poder), que fluye a través de un 
hilo conductor que llega a la pieza de trabajo; de la fuente sale otro hilo que llega al 
maneral o porta electrodo. 
 
El circuito se cierra cuando el electrodo se acerca (sin llegar a hacer contacto) a la pieza 
de trabajo, entonces se produce un brinco de electricidad provocando con ello la presencia 
del ―arco eléctrico‖, el cual calienta la pieza de trabajo llevándola a una temperatura lo 
suficientemente caliente para provocar así que los materiales de trabajo se fundan. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existen dos polaridades de trabajo en las aplicaciones de soldadura: 
 
a) Polaridad directa (ver figura 4.2): 
 
En esta configuración el cable de tierra que se conecta a la pieza de trabajo 
viene desde la terminal positiva de la fuente de poder. El electrodose conecta 
a la terminal negativa de la fuente. 
Portaelectrodo
Fuente de poder
Electrodo
Cable de fuerza
Cable de tierra
Metal Base
Portaelectrodo
Fuente de poder
Electrodo
Cable de fuerza
Cable de tierra
Metal Base
 
Fig. 4.1 Esquema básico de un circuito de soldadura. 
La figura muestra un circuito para el proceso SMAW. 
 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Polaridad invertida (ver figura 4.3): 
 
En esta polaridad ahora el electrodo se conecta al cable que sale desde la 
terminal positiva de la fuente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para lograr que el arco se presente y se mantenga, es necesario que la distancia entre el 
electrodo y la pieza de trabajo se mantenga a una distancia ―casi‖ constante durante el 
tiempo que dura la aplicación para que exista estabilidad en el arco. Demasiada distancia 
provoca que se interrumpa el arco (se interrumpe el flujo de corriente), y por otro lado, sin 
distancia la corriente fluye directamente sin que se produzca el arco. 
DCEPDCEP
((++))
((--))
DCEPDCEP
((++))
((--)) 
Fig. 4.3 El porta electrodo se conecta directamente 
en la terminal positiva de la fuente de poder. 
DCENDCEN
((++))
((--))
DCENDCEN
((++))
((--))
 
Fig. 4.2 El porta electrodo se conecta directamente 
en la terminal negativa de la fuente de poder. 
 38 
El metal que está siendo unido dura en estado fundido por muy poco tiempo 
solidificándose de forma casi instantánea a medida que la fuente de calor se aleja y el 
metal se enfría. En éste periodo de calentamiento y enfriamiento se suceden fenómenos 
físicos muy interesantes en el metal de soldadura, la zona de influencia del calor de 
soldadura, y el metal o material base cercano a la soldadura, esto se discutirá con un poco 
más de detalle en el capítulo 7 del presente trabajo. 
 
Como ya mencionamos, el calor es la energía gracias a la cual se logra la soldadura entre 
metales, y la cantidad de calor suministrado por la fuente está vinculada a la cantidad de 
corriente eléctrica que fluye a través del electrodo y se puede calcular a partir de la 
ecuación (1): 
 
 
 E I 60 
 J = ---------------- (1) 
 V 1000 
 
Donde: 
 
 J = Cantidad de calor suministrado 
 
 E = Voltaje del arco eléctrico 
 
 I = Corriente de soldadura 
 
 V = Velocidad de desplazamiento del arco eléctrico 
 
 
Dado que no todo el calor presente en el arco ―entra‖ a la soldadura, se sugieren los 
siguientes rangos de calor entrante para usarse a partir de la ecuación (1)
 4
: 
 
 De 75% a 80% para procesos de soldadura manual 
 
 De 90% a 100% para soldadura de arco sumergido 
 
 
La cantidad de voltaje presente en el arco eléctrico es una de las llamadas ―variables 
eléctricas‖ usadas durante el proceso de soldadura; comúnmente para las máquinas o 
fuentes de soldadura manual la cantidad de voltaje es dado por la misma máquina sin que 
 39 
exista la posibilidad de variarlo libremente, esto es que, se regula automáticamente, la 
corriente representa otra de las variables eléctricas y ésta sí puede ser libremente 
manipulada por el operador de soldadura según lo requiera durante el proceso para 
incrementar la cantidad de calor del arco eléctrico. En máquinas más modernas 
(semiautomáticas y automáticas), tanto el voltaje como la corriente pueden ser libremente 
manipuladas por el soldador. La corriente se regulará en función de varios factores que 
intervienen durante el proceso tales como tipo de material a unir, tipo de electrodo o aporte 
(material de relleno) de soldadura, diámetro del material de aporte, posición de soldadura, 
etc. De la posición de soldadura hablaremos un poco más en la sección 4.6 “calificación 
del procedimiento de soldadura” de éste trabajo. 
 
En los procesos puramente manuales, la velocidad variará según las necesidades y 
habilidades del soldador, mientras que en procesos semiautomáticos y automáticos, ésta 
puede ser regulada desde el tablero de control de la misma máquina. 
 
 
 
 
 
4.2 EL PROCESO DE SOLDADURA MANUAL (S M A W) 
 
 
El proceso de soldadura de arco con electrodo revestido SMAW por sus siglas en inglés 
(Shielded Metal Arc Welding), conocido comúnmente como soldadura ―manual‖, es quizá el 
más antiguo de los procesos de soldadura de arco eléctrico, pero no por ello es el menos 
usado a pesar de que han existido avances notables en el campo de la soldadura y se han 
desarrollado procesos totalmente automatizados. Quizá tenga mucho que ver la bondad 
del proceso en cuanto a su costo relativo aún hoy más barato que muchos otros procesos 
automáticos, además de sus ventajas en cuanto a que en algunas situaciones es mucho 
más fácil y económico desplazar las máquinas de este tipo de proceso hasta los centros de 
trabajo, llámense refinerías u otro tipo de instalaciones, que las máquinas automáticas. 
 
 40 
―En la década de los años 90, en los Estados Unidos de Norte América, alrededor del 40% 
de soldadura era hecha manualmente, mientras que en otros países el porcentaje era del 
50%. El proceso SMAW se caracteriza por su versátil aplicación, facilidad y lo 
relativamente simple del equipo)”
 5
. 
 
En este proceso, como se ha mencionado anteriormente, el arco eléctrico se da entre la 
pieza de trabajo y el electrodo. El calor presente en el arco eléctrico funde el extremo libre 
del electrodo, así como la superficie cercana de la pieza de trabajo a él. A partir del 
extremo libre del electrodo parten diminutos glóbulos de metal fundido que se transfieren a 
través del arco y se depositan en la zona que está siendo unida en la pieza de trabajo 
como lo muestra la figura 4.4. 
 
 
 
 
Figura 4.4 Proceso de soldadura con acero eléctrico. El flujo de 
una enorme corriente eléctrica produce la fusión de la punta del 
electrodo y de la superficie de las piezas. El recubrimiento del 
electrodo ayuda a generar una atmósfera y escoria que protegen 
al metal líquido de la oxidación y de otros agentes externos
6
. 
 
 
El electrodo se sujeta al maneral o porta-electrodo, el cual está unido a la fuente de poder 
(planta soldadora), por medio de un cable flexible. El soldador sujeta manualmente el 
porta-electrodo y lo manipula libremente en la pieza de trabajo provocando el arco 
(cerrando el circuito) cuando el electrodo roza o golpea la pieza de trabajo e 
inmediatamente lo retira de ella manteniéndolo a una corta distancia hasta lograr que se 
establezca y se estabilice el arco eléctrico. A medida que el soldador va haciéndose 
experto, establecer el arco y lograr mantenerlo le será más fácil. 
Tomado de: Acero. FCE, México. p. 57 
 41 
Como lo muestra la figura 4.4, el calor del arco funde tanto al metal base como al electrodo 
y su cubierta protectora. En la fusión existe emisión de gases de las sustancias no 
metálicas de la cubierta del electrodo para proteger al arco y al metal fundido hasta que 
éste se solidifica, la mezcla fundida de metal base, el metal del electrodo y los materiales 
de los cuales está formada su cubierta se unen para formar lo que llamamos ―soldadura‖. 
La cubierta del electrodo, también llamada ―fundente‖, consiste en una mezcla de de 
silicatos, fluoruros, carbonatos, óxidos, aleaciones metálicas y celulosa. Durante la 
fabricación del electrodo, la mezcla (cubierta o fundente) se extiende de forma que ésta 
cubra concéntricamente la varilla metálica o núcleo del electrodo y se seca al horno para 
eliminar residuos del agua que se agrega para lograr la mezcla. 
 
A medida que el proceso de soldadura progresa, el electrodo se consume haciéndose más 
y más corto, de ahí que se diga que en el proceso SMAW se utiliza un electrodo 
consumible. Finalmente, la soldadura debe ser interrumpida para remover la colilla y 
colocar un electrodo nuevo. Este cambio periódico es, precisamente, la mayor desventaja 
del proceso SMAW en soldadura de producción cuando se requieren grandes cantidades 
deaporte. Este factor provoca, entre otros, que decrezca el porcentaje de tiempo efectivo 
de aporte de un soldador que usa éste proceso con respecto a procesos semiautomáticos 
y automáticos. 
 
 
Otra desventaja del proceso SMAW es la limitación de corriente que puede usarse. Los 
altos rangos de corriente (amperes), como los usados en procesos de manerales semi-
automáticos o cabezales automáticos, son imposibles de lograrse en el proceso SMAW 
debido a la longitud (y su variación) del electrodo. La corriente de soldadura se ve limitada 
por la resistencia (diámetro) del electrodo al calentamiento. 
 
Durante el proceso de soldadura, se debe tener la precaución de que la temperatura del 
electrodo no exceda la ―temperatura de ruptura‖ de la cubierta. Si la temperatura es 
 42 
demasiado alta, los componentes de la cubierta reaccionan entre ellas, o con el aire y no 
producen una protección adecuada para el arco. 
 
Todos los residuos e impurezas, tanto del electrodo como de la pieza de trabajo, presentes 
durante la fusión ―flotan‖ y salen a la superficie mientras la soldadura está a temperatura de 
fusión, ahí, en la superficie, se solidifica junto (sin mezclarse) con el metal, así es como los 
elementos que conforman la cubierta del electrodo forman lo que conocemos como escoria 
la cual, a su vez, tiene el objetivo de proporcionar protección a la soldadura. La protección 
que brinda va desde evitar choque directo de corrientes de aire perjudiciales al metal en 
solidificación, así como brindar protección contra agentes ―oxidizantes‖ ó ―fragilizantes‖ 
dañinos para la soldadura, tales como el hidrógeno presente en el ambiente. Este último 
elemento tiene gran afinidad con el carbono y es fácil de lograr enlaces de hidrógeno con 
elementos del metal de soldadura, lo cual puede restar resistencia mecánica y de corrosión 
a los metales que no sean protegidos durante el proceso de soldadura. 
 
Las corrientes a las cuales ha de llevarse a cabo el proceso de soldadura dependen de 
factores tales como: 
 
 Características (físicas y químicas) del metal base; 
 Diámetro del electrodo de aporte; 
 Espesor del metal base; 
 Posición en la que se está efectuando la soldadura; etc. 
 
El Anexo A al final de éste trabajo da una guía de corrientes y voltajes recomendados por 
la AWS para diferentes clasificaciones de electrodos. 
 
 
 
 
 43 
4.3 EL PROCESO DE SOLDADURA CON PROTECCIÓN DE GAS (G M A W) 
 
El proceso de soldadura de arco con protección de gas GMAW por sus siglas en inglés 
(Gas Metal Arc Welding), conocido comúnmente como soldadura de ―micro-alambre‖, es 
un proceso desarrollado para lograr mayores tasas de depósito con respecto al depósito 
obtenido con el proceso SMAW. El proceso GMAW tiene variantes que brindan diversas 
posibilidades de uso según lo requiera el metal base que está siendo trabajado. Una de 
sus variantes es el proceso FCAW conocido como ―flux‖. Para ambos procesos existen 
máquinas semiautomáticas y automáticas. 
 
Este proceso se desarrollo en principio como una opción para soldaduras de aluminio, 
posteriormente se aplicó en aceros al carbón, y hoy en día se pueden soldar aleaciones de 
materiales tanto ferrosos como no ferrosos. 
 
Una ventaja representativa de este proceso con respecto al proceso SMAW radica en que 
el electrodo empleado lo constituye una bobina de alambre que logra continuidad durante 
la aplicación de soldadura, a diferencia del proceso SMAW donde el electrodo tiene una 
longitud establecida. 
 
En el proceso GMAW el alambre (electrodo) fundamentalmente es un consumible de 
diámetro pequeño, de ahí que se le conozca como proceso de micro alambre, una 
característica importante de señalar es que el alambre carece de la cubierta protectora 
(fundente) que protege a los electrodos típicamente usados en el proceso SMAW, dicha 
protección se logra, para el proceso GMAW, usando gases inertes y/o mezclas de gases, 
por ejemplo el CO2; debido a que se usan gases inertes suele llamársele también proceso 
MIG (por las siglas en inglés Metal Inert Gas). 
 
 44 
El gas usado en este proceso es suministrado desde un recipiente que lo contiene, y pasa 
por el mismo maneral por donde sale el electrodo de aporte. 
 
El electrodo es ―arrastrado‖ por un conjunto de rodillos que jalan al alambre desde la 
bobina y lo empujan a través de una sonda y sale por el maneral; el proceso de empuje del 
electrodo se hace de forma semiautomática y la velocidad es controlada por el soldador 
desde el gatillo ubicado en el maneral. 
 
La zonda por donde pasa el alambre tiene una doble cubierta, por la cubierta central pasa 
el alambre, mientras que el gas protector lo hace a través de la cubierta externa y sale por 
la misma boquilla o maneral a la vez que sale el electrodo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.5 Equipo básico de proceso de soldadura GMAW/FCAW. 
 
 45 
En éste proceso, la protección del metal fundido (soldadura) se logra cuando el gas 
protector ―inunda‖ la zona donde se está aplicando la soldadura y desplaza al aire 
provocando con ello la atmósfera adecuada para brindar la protección necesaria. 
 
Como se mencionó anteriormente, los gases como el hidrógeno son sumamente 
perjudiciales para las soldaduras, así pues, cuando el gas protector desplaza el aire 
atmosférico, está desplazando a uno de los principales enemigos de las soldaduras. 
 
La figura 4.6 muestra un esquema general de la fusión en el proceso GMAW. 
 
Como en el proceso SMAW, se requiere establecer un arco eléctrico entre el electrodo y la 
pieza de trabajo. En el proceso GMAW, al igual que en el proceso SMAW, el soldador 
produce el arco cuando hace contacto con el electrodo y la pieza de trabajo, y en este 
caso, debe mantener oprimido el gatillo para que no se pierda la continuidad del electrodo 
de aporte y pueda permanecer el arco eléctrico. 
 
Dado que la velocidad con la cual se impulsa al electrodo contra la pieza de trabajo puede 
ser variable, el soldador puede lograr grandes depósitos de soldadura con mayores tasas 
de amperaje en menos tiempo que el que le tomaría hacerlo con el proceso SMAW. 
 
Las fuentes de poder usuales para el proceso GMAW suelen ser más caras que las 
fuentes del proceso SMAW, pero al igual que este, puede aplicarse en muchos campos de 
la industria por su gran versatilidad y facilidad de transporte y manejo de equipos. 
 
La variante FCAW del proceso la hace el electrodo. Mientras que el alambre (electrodo) del 
proceso GMAW es un alambre sólido, en el proceso FCAW el alambre es de núcleo hueco 
y en él se deposita el material que servirá de ―fundente protector‖ al momento de efectuar 
la soldadura. De aquí que se le conozca a este proceso como proceso ―flux cored‖. 
 46 
 
Ahora la protección de la soldadura la dan los gases y la escoria que se forman durante el 
proceso de soldadura, tal como sucede en el proceso SMAW, pero con la diferencia de que 
ahora el electrodo es continuo (como en GMAW), y puede no ser necesario el uso de gas 
adicional para brindar la protección como sucede en el proceso GMAW. 
 
Las diferencias en el uso de uno u otro proceso (GMAW o FCAW), se dan principalmente a 
causa del material y de las preparaciones o configuraciones que desean ser soldadas, 
puesto que para configuraciones donde es difícil penetrar hasta la raíz de la soldadura, es 
recomendable usar el proceso GMAW por su gran capacidad de penetración, mientras que 
en soldaduras de relleno de materiales de acero al carbón suelen comportarse mejor los 
alambres del proceso FCAW. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.6
7
 Proceso de soldadura GMAW. El gas suministrado 
junto con el electrodo ayuda a generar la atmósfera que 
protege al metal líquido de la oxidación y de otros agentes 
externos. 
 
 
 
 
 
 
ELECTRODO 
CONDUCTOR DE CORRIENTE 
GUIA DEL ALAMBRE Y TUBO 
DE CONTACTO