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Junio/2010N 112
Boletn tcnico de
soldadura
Boletn tcnico de soldadura
DESARROLLO DE NUEVOS ELECTRODOS BSICOSDE EXTRA BAJO HIDRGENOE7018-1 H4R / E11018-G H4
Desde siempre las fallas en las uniones soldadas han sido una
constante preocupacin para los que trabajamos en el
mundo metalmecnico, ya que estas fallas obligan, en el
mejor de los casos, a realizar reparaciones y en otros casos a
rechazar y desechar por completo la unin soldada. En
ambos casos la prdida de tiempo y dinero, aumentan los
costos de un proyecto.
Una de estas fallas puede deberse al agrietamiento en fro.
Este tipo de falla es producida como resultado de la
combinacin de los esfuerzos residuales en la unin soldada
(generalmente en la zona afectada por el calor) y el hidrgeno
difusible, es por ello que comnmente se le denomina como
agrietamiento inducido por hidrgeno.
Los materiales base ms susceptibles a sufrir este tipo de falla
son los aceros de gran espesor, aceros de alto contenido de
carbono y aceros aleados. En estos ltimos adems de tener
cuidado con el agrietamiento en fro, se debe cuidar de
utilizar materiales de aporte que garanticen sus altas
propiedades mecnicas.
El hidrgeno que se introduce en la unin soldada puede
provenir desde: el material de aporte, el material base o la
atmsfera. Es claro que este tipo de agrietamiento ha sido
ampliamente estudiado y se pueden emplear tcnicas para
evitar que se produzca, entre ellas:
Precalentamiento.
Tratamiento trmico postsoldadura.
Tcnicas adecuadas de soldeo.
Limpieza de los materiales base.
Seleccionar y almacenar adecuadamente los materiales
de aporte.
Dentro de esta ltima utilizar materiales de aporte que
introduzcan la menor cantidad de hidrgeno (materiales con
un indicador de bajo hidrgeno, como H4 o H8) es una
prctica contra el agrietamiento en fro.
Las mejores propiedades mecnicas, necesarias para los
aceros de alto carbono y/o aleados son obtenidas mediante
el uso de electrodos de revestimiento bsico, pero a su vez,
estos electrodos tienen una capacidad higroscpica
(capacidad para absorber humedad del medio ambiente)
mayor que cualquiera de los otros revestimientos: rutlicos,
celulsicos, etc.
Debido a esta mayor capacidad higroscpica es que estos
electrodos deberan ser almacenados en su envase original
en un rea seca o una vez abierto el envase en hornos de
mantencin, a la temperatura recomendada por el
fabricante, hasta que sean empleados para evitar que su
revestimiento absorba humedad.
Es claro, desde el lado de los materiales de aporte, que los
fabricantes de soldadura se deben preocupar de proveer
materiales que cumplan con las caractersticas antes
mencionadas: aportes con bajo tenor de hidrgeno y
resistentes a la absorcin de humedad, para prevenir que el
agrietamiento en fro se produzca.
Es en este sentido que SOLDEXA, como fabricante y lder del
mercado nacional de soldaduras, ha invertido en la
investigacin y desarrollo de nuevos electrodos a travs de la
compra de un sistema de ltima generacin en el anlisis de
hidrgeno en el metal depositado, marca OERLIKON modelo
G-2060.
Fig. 6.- Constitucin de Cupn
Fig. 7.- Fotografa de Probetas
Las piezas antes de ser soldadas son sometidas a un procesode desgasificacin a 410 C por una hora mnimo.
Despus del tratamiento las muestras deben ser limpiadasen caso se hubiese formado cascarilla; para lo cual lasprobetas son arenadas.
Despus de marcar la pieza, pesar con una presicin de 0.1g menos.
Antes de soldar las tres partes del espcimen deben serdesengrasadas con alcohol o acetona.
Toda la manipulacin de los especmenes debe ser contenazas limpias, guantes sin pelusas o con otrosinstrumentos libres de contaminacin.
Los parmetros a usar debe ser los mismos al inicio delensayo y para todos los cupones. El soldeo de los cupones serealizar en una plataforma de soporte estandarizadaestablecida en la norma ANSI/AWS 4.3 -93R.
Debe usar la tcnica de STRINGER BEAD
El inicio y fin del arco debe ser al menos a 25 mm del TestEspcimen
El cupn se debe soldar lo mas rpido posible y colocarlo enagua con hielo, dentro de un tiempo de 5 segundo deextinguido el arco.
.
STARTINGWELD TAB TEST SPECIMEN
RUN OFFWELD TAB
25 mm +- 6mm
(1 in. 1/4 in.)+-
0-25 mm
(0-1 n)
CRATER
Desgasificacin
Lectura de Hidrgeno.
En esta etapa las probetas soldadas son colocadas en el
horno a una temperatura de 150C ( + 1 C) por un lapso de
tiempo de 6 horas ( Fig .1).
Despus de la desgasificacin, los cupones son conectados
al regulador de muestras y luego los gases son trasladados
al cromatgrafo de gases (Fig. 4) donde se realiza la
deteccin y medicin del hidrgeno para que finalmente el
reporte sea impreso en el Cromatocorder 21 (Fig. 5).
El cupn debe ser agitado fuertemente en el agua por 20 30 segundos y luego colocado rpidamente en un baolquido a baja temperatura ( - 60 C mn)
Los cupones deben ser soldados dentro de los 60 minutosde iniciado el soldeo del primer cupn.
Fig. 8.- Plataforma para Soldeo de Cupones
Fig. 9.- Cupones Soldados
2.
3.
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Boletn tcnico de soldadura
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El procedimiento de trabajo para la determinacin del
hidrgeno en el metal depositado es de acuerdo a la
norma ANSI/AWS 4.3 93R
.
El cupn estandarizado est constituido por tres
piezas: starting weld tab; test specimen y Run off weld
tab (Fig. 6). El material utilizado para los cupones
puede ser ASTM A 36 SAE 1020.
Standard Methods forDetermination of the Diffusible Hydrogen Content ofMartensitic, Bainitic, and Ferritic Steel Weld MetalProduced by Arc Welding
Procedimiento de Trabajo
1. Preparacin de la Muestra
R) sin que por ello el valor de hidrgeno difusible
sobrepase los 4ml/100g, consecuentemente mante-
niendo sus altos valores de tenacidad y previniendo el
agrietamiento.
El equipo OERLIKON G-2060, nico en el Per nos ha
permitido el desarrollo de dos electrodos de estas carac-
tersticas:
Ambos productos se han empleado en obras importantes
como la Central Hidroelctrica El Platanal - Per y en
Panam para las obras de la ampliacin del Canal de
Panam.
2. Este equipo tambin se aplica para el soporte del servicio
postventa que nuestra empresa brinda a nuestros
clientes, que por la importancia de sus obras apliquen
dichos productos.
SUPERCITO 100 PLUS E70181 H4R
TENACITO 110 PLUS E11018G H4
Ser una herramienta importante para la investigacin y
desarrollo de nuevos electrodos de muy bajo tenor de
hidrgeno, resistentes a la absorcin de humedad y que
requieren mejores propiedades mecnicas, especial-
mente en los valores de tenacidad.
Con la ayuda de este equipo hemos logrado desarrollar
electrodos bsicos que slo introducen una cantidad de
hidrgeno mxima de 4ml/100g de material depositado
(clasificacin H4), siendo el valor promedio del mercado
8ml/100g de material depositado (H8). Con esta mejora
logramos obtener valores muy superiores de tenacidad
del metal depositado, as como prevenir que se produzca
el agrietamiento en fro.
Asimismo estos nuevos electrodos bsicos presentan
una resistencia a absorber la humedad del medio
ambiente superior a los electrodos presentes
actualmente en nuestro medio. Esta resistencia a la
absorcin de humedad permite tener estos electrodos
expuestos a la intemperie hasta por 9 horas (clasificacin
1.
SISTEMA DE ANLISIS DE HIDRGENOEN METAL DEPOSITADO G-2060
Fig. 1.- Equipo de medicin de Hidrgeno difusible marca OERLIKONModelo G-2060, adquirido por SOLDEXA.
El sistema G-2060 cuenta con un cromatgrafo que es un
instrumento que mide volmenes de componentes
individualmente contenidos dentro de una mezcla de gases. El
cromatgrafo de gases es provisto por una columna
revestida con un material granular en una tubera de 2 a 6 mm
de dimetro interior y de 50 cm a 3 m de longitud. Cuando la
mezcla de gases pasa a travs de esta columna aqu ocurre
una diferencia de tiempo requerido para que un determinado
componente pase a travs de la columna.
Por ejemplo cuando se hace pasar aire por la columna el
primer componente en atravesar es el O y luego el N , luego
el volumen es medido con detector propio del equipo.
El sistema G -2060 est diseado para medir el hidrgeno
difusible en el metal depositado mediante un cupn soldado
estandarizado que es desgasificado a un tiempo y
temperatura ya determinados. El hidrgeno desgasificado
del cupn es capturado en una cpsula y luego es
2 2
Principio del MtodoPrincipio del Mtodo
transportado al cromatgrafo de gases conjuntamente con gas
argn de alta pureza que acta como un gas de transporte del
hidrgeno. Es en el cromatgrafo de gases donde finalmente se
realiza la medicin del hidrgeno.
Cromatgrafo GC 7000.La principal funcin de este equipo es la deteccin y medicin
del hidrgeno proveniente de las cpsulas con los cupones
soldados.
Chomatocorder 21.Este equipo tiene como principal funcin el procesa-
miento final de la data y la emisin del reporte.
Fig. 2.- Horno Desgasificador
Fig. 3.- Regulador de Muestra
Fig. 4.- Cromatgrafo GC 7000
Fig. 5.- Chromatocorder 21
Regulador de MuestraEste equipo tiene como funcin hacer de interfase entre las
cpsulas de cupones y el cromatgrafo de gases.
Adems del control y medicin de los gases argn e
hidrgeno.
Horno DesgasificadorEl objetivo de este horno es desgasificar el hidrgeno de los
cupones soldados a una temperatura de 150 C por un lapso
de 6 horas.
El sistema G-2060 para la determinacin de cuenta
con los siguientes equipos:
hidrgeno
Equipos de Sistema G-20601.
2.
Este equipo tiene dos objetivos principales: