capÍtulo 1.- introducción a la soldadura y sus procesos (1-45)

7/25/2019 CAPTULO 1.- Introduccin a La Soldadura y Sus Procesos (1-45)

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CAPITULO 1

INTRODUCCINA LA SOLDADURAY SUS PROCESOS

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CAPITULO 1INTRODUCCIN A LA SOLDADURA

1.1.- DEFINICIN DE SOLDADURALa soldadura es un proceso de fabricacin caracterizado por la ocurrencia simultnea deuna amplia variedad de fenmenos asociados a transferencia de calor, cambios de estado,contraccin y dilatacin trmica, electricidad, deformacin plstica, etc. De manera que, encierta forma, rene los principios de muchos procesos de fabricacin a la vez. No essimple por lo tanto, enunciar una definicin de un proceso tan compleo como la soldaduraque permita diferenciarla de otros procesos de fabricacin y que a su vez permita ubicar,sin ambi!"edades todos los procesos industriales de soldadura dentro de ese concepto.#odemos encontrar definiciones muy !enerales como$ La soldadura es un proeso deun!"n de dos o #$s par%es #e%$l!as&.%tra definicin ms espec&fica seria como$ Lasoldadura es un proeso de 'Un!"n de los #e%ales por 'us!"n( en sus super'!!es deon%a%o&.)on el desarrollo de nuevos procesos y materiales, no es esencial ni la fusinni los metales soldables para la eecucin de una soldadura.

La primera definicin es demasiado !eneral pues dentro de ella quedan incluidas lasuniones atornilladas, remachadas, por pe!amentos y an las obtenidas por atadura. #orsu parte, la se!unda definicin e*cluye procesos industriales de soldadura donde no e*istefusin, como las soldaduras por fora, por difusin, por e*plosin, etc. +odos los procesosindustriales de soldadura tienen una caracter&stica comn$ Los tomos de las partes de launin se encuentran en estrecha relacin unos con otros. sta caracter&stica, nos permiteelaborar una definicin actual de soldadura, la cual seria como si!ue a continuacin$ Lasoldadura es un proeso de 'a(r!a!"n )ue per#!%e un!r los #e%ales* u%!l!+ando para

ello %,n!as ra+ona(le#en%e eon"#!as* aseur$ndose )ue la un%a %ena unaon%!nu!dad en las prop!edades '/s!as 0 )u/#!as adeuadas al %ra(ao )uedese#peara la p!e+a 0 o#pa%!(le on el #e%al (ase&.l termino continuidad, en estecaso, si!nifica que las propiedades en las untas deben ser constantes o variablescontinuamente, esto es, sin saltos. -ctualmente se trabaa en la soldabilidad de diversosmateriales, incluyendo, los tradicionales, los plsticos y los vidrios.

1.2.- CRONOLO34A Y DESARROLLO 5ISTRICOLos principios del proceso de soldadura fueron conocidos por el hombre desdepocas muy remotas. Sabemos, por referencia del poeta griego Homero, que

los trabajo de los metales eran conocidos por lo menos tres mil aos atrs.Probablemente, el primer proceso de soldadura fue desarrollado a partir delproceso SOLDADURA POR FUNDICIN !"igura #$. Se han encontradopie%as con ms de &.''' aos de antig(edad, en las cuales se han soldadoapndice por soldadura, proceso que era posiblemente ejecutado de lasiguiente forma) Primero, a la pie%a a la cual se soldar*a el apndice, eracalentada a una temperatura lo ms alta posible, cercana a la de fusi+n, luegosobre ella se colocaba un molde de arena cuya caidad interna reproducir*a lageometr*a del apndice a soldar. -cto seguido, se aciar*a metal fundido en esa

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caidad el cual, por su alta temperatura contribuir*a a fundir la parte delmaterial de la pie%a colocada debajo, logrndose una soldadura de calidadsatisfactoria. %tro eemplo de piezas unidas por soldadura ha sido encontrado en piezasSOLDADAS POR FOR6A EN CALIENTEen el si!lo /0 12i!ura 34. n este proceso lasdos piezas a ser unidas eran calentadas en una fra!ua, puestas en contacto una sobre laotra y foradas a martillo hasta lo!rar su unin. n los procesos descritos, la presencia de

*idos en la zona de contacto entre las piezas unidas produc&a la ruptura de la unin, baofuerzas moderadas. 5in embar!o, hay que considerar que, para las fuerzas involucradasantes de la revolucin industrial, estos tipos de unin cumpl&an satisfactoriamente lasfunciones a que fueron destinadas como obetos decorativos, implementos a!r&colas,armas, etc.

2i!ura 6.7 Descripcin del proceso de soldadurams anti!uo.

2i!ura 3.7 5oldadura por fora en caliente en elsi!lo /0.

No slo resulta histricamente curioso, sino tcnicamente imprescindible, conocer condatos y fechas lo que se dec&a y comentaba acerca de la soldadura, tanto en el leanopasado como en los ltimos 89 a:os y lo que se dir en el si!lo 0.

S!lo 7I a.C. 83re!a9: ;lauco de del hierro. -utor de la crtera 1vaso de boca ancha, utilizado en la anti!"edadpara mezclar el a!ua y el vino4 de plata dedicada a Delfos por el pr&ncipe L&dio de -liates.

S!los I 0 7 d.C.:5oldadura por fora, encontrada en piezas del yacimiento arqueol!icoconocido como La %lmeda, /alencia 1spa:a4, por ?os @. ;mez de 5alazar y -. 5oria.

1;?2: Ale#an!a:;. Lichtenber!, realiz uniones de metales por fusin elctrica.

1?=1-1?=?:La invencin de los procesos modernos de soldadura comienza hace unos6B9 a:os y sur!e del descubrimiento efectuado por el investi!ador in!ls S!r 5u#p@re0Da0, se!n el cual la electricidad puede ser conducida a travs del aire entre doselectrodos de carbn bao la forma de una Cdescar!a !aseosaC, la cual va acompa:ada de!ran desprendimiento de calor, se descubre el -)% LE)+0)%.

1?B;: !lde, in!ls, es la primera persona que produce intencionadamente la unin dedos metales mediante un arco elctrico. )onsi!ui una subvencin y es la primera patenteque se conoce relativa a la soldadura.

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1??;-1??B:l ruso N!olas enardos y el alemnS%an!sla Ols+es!, utilizan el arcode carbn para la fusin local y lo!rar la unin satisfactoria de piezas de acero.

1??G: Herener, introduce en el proceso de NiFolas un se!undo electrodo, haciendo el arcoentre los dos electrodos, permitiendo la soldadura de materiales no conductores.1?G1-1?G2:La soldadura por arco elctrico con electrodo metlico se hizo !racias a lasinvesti!aciones independientes del ruso N.3. Sla!ano'' y del norteamericano C@arles

Co''!n* alutilizar el arco de un hilo de acero desnudo para soldar dos chapas de acero.

1G=?:Osar el(er, sueco, desarrolla el primer electrodo revestido.

1G1=-1G12:A. Le C@a%el!er*el francs, desarrolla las primeras construcciones industrialescon soldadura al arco.

En 1G12: S%ro@#ener*stados Gnidos, obtiene una patente para la fabricacin a !ranescala de los electrodos revestidos, con un metal de soldadura sano y de buenaspropiedades mecnicas. 5in embar!o, su introduccin ha sido lenta debido al costo.

1G1:R. Sa+ar!n, francs, desarrolla la primera soldadura francesa por arco.

1G2?: 5e lleva a cabo en )leveland 1%hio4 el montae del Upper Carne!e u!ld!n,utilizando el proceso de soldadura en numerosas uniones, bao la direccin de +he Lincolnlectric )o.

1GK=:Durante estos a:os, la soldadura al arco recibe un nuevo impulso, tanto en uropacomo en G5-. l tratado London Naval +reaty 16BH94, induce la soldadura como uno delos medios para minimizar peso y aumentar la potencia de sus nav&os. #or esta mismarazn, los alemanes, usaron la soldadura para la fabricacin de sus aora+ados de(ols!llo, tres de los cuales fueron botados de 6BH6 a 6BHI. +ambin en 6BH9 se constituyen )harleston, )arolina del 5ur, el pr!#er (u)ue #eran%e en%era#en%e soldado,precursor de los miles de buques producidos durante la 5e!unda ;uerra @undial. 5e llevaa cabo en #ar&s la rea!"n del Ins%!%u%o de Soudure 0 de LEole Super!or deSoudure. 5azarin y @oneyron, ponen a punto el electrodo bsico en la construccin naval.

1GK;:n G5- y 2rancia aplican helio para prote!er la atmsfera del arco e 0n!laterraaplica ar!n, ambos !ases monoatmicos, sirven para el desarrollo de procesos desoldadura al arco tan conocidos como$ TI31+un!sten 0nert ;as4 y 3JA1;as @etal -rcJeldin!4. ste a:o se comienza a probar la corriente alterna con electrodos revestidos.

1GKB:-:o decisivo. 5e pone a punto G5- el proceso de soldadura automtico bao flu*, opolvo conductor, tambin conocido como Gnionmelt o 5-J. Sue!ay USA introducen elconcepto en cascos soldados de forma ininterrumpida.

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1GK?:R.C. Re!n@ard%, americano, realiza las primeras soldaduras en material plstico yFar(en!ndus%r!e, -lemania, realiza el mismo proceso a escala industrial.

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fra!atas de la ltima !eneracin con aceros de muy alto l&mite elstico tipo T 9. Losnuevos desarrollos y controles estn en el Dise:o, @ateriales, )onsumibles y +cnicas de5oldadura que permitan soldaduras sanas e incrementar la productividad y rentabilidad.

CONCEPTOS FUNDAJENTALESJa%er!al de ase$s el material que constituye las partes a unir.Ja%er!al de Ad!!"n o Apor%e$s el material que ser usado como aporte en elproceso de soldadura 1de la misma naturaleza que el material base4, capaz de rellenar elespacio entre las superficies a unir. l material de adicin es de la misma naturaleza de laspartes y ser usado para ase!urar la continuidad de las propiedades en caso de lasoldadura por fusin, de chapas y de piezas relativamente !ruesas. lla rellenara elespacio entre las superficies. Los trminos soldar y soldadura, indican zona de unindonde hubo solubilidad y el proceso por el cual se consi!ue la unin respectivamente.

La soldadura como tcnica envuelve varios campos de conocimiento, a saber$ La#e%alur!a, la #e$n!a, la ele%r"n!a1anal!ica y di!ital4, la electrnica de potencia, la)u/#!a, la '/s!a, resistencia de los #a%er!alesy los proesosde produccin industrial.

TENDENCIA DE LA SOLDADURALa evolucin tecnol!ica obli!a, cada vez ms, a que las tcnicas de soldadura estnenfocadas a meorarse y desarrollarse. Los factores determinantes para estos avancespueden ser relacionados a tres aspectos fundamentales$

a9 DESARROLLO DE JETALES Y ALECIONES. - inicio del si!lo soldar era usada enhierro, en aceros y en el cobre. -ctualmente el proceso es aplicado a los acerosino*idables, aleaciones, aceros aleados especiales, y mas recientemente, al titanio,zirconio y molibdeno. #or siempre la perspectiva del uso de nuevos materiales es porlo tanto una investi!acin de nuevas tcnicas de soldadura.

(9 LA AUTOJATIHACIN. 2orzado para la busca de reduccin de costos, tiempos deeecucin y productividad, la investi!acin para la automatizacin de procesos esconstante, involucrando profesionales de otras reas da la in!enier&a.

9 NUE7AS NORJAS* ESPECIFICACIONES Y JMTODOS DE CONTROL. l campo dela soldadura se ampl&a constantemente, y las especificaciones se hace mas restrictas ylas tolerancias mas estrechas. l control de calidad actual e*i!e el uso creciente derecursos de informtica de dise:o y control.

CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURALos #rocesos de 5oldadura pueden dividirse en dos !randes !rupos$ #or fusin 1uso del

calor4, por presin y por combinacin de calor y presin.POR FUSIN: La ener!&a es aplicada para producir calor capaz de fundir al materialbase. n este caso se dice que la solubilizacin ocurre en la fase l&quida que caracteriza alproceso de soldadura por fusin. -simismo, en la fusin, la soldadura es obtenida por lasolubilizacin en la fase l&quida de las partes a unir. . 5oldadura %*iacetilnica y al -rco.

POR PRESIN:La ener!&a es aplicada para provocar una tensin en el material base,capaz de producir la solubilizacin en la fase slida, caracterizando la soldadura porpresin. ay casos donde no es n&tida la diferencia entre la soldadura por fusin y por

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presin. Las formas de ener!&a son$ )alor, 0nduccin, lectroma!ntica y ultrasonido. -continuacin se indican los principales procesos de soldadura, considerando los dos!randes !rupos, en donde las fuentes de ener!&a son$ lctrica,


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2i!ura H.7 #rocesos de 5oldadura lctrica al -rco

RESUJEN PROCESOS DE SOLDADURA&

PROCESODes!na!"n

ASSOLDADURA POR FUSIN 8ARCO ELMCTRICO9 A

5oldadura metlica por arco con hidr!eno atmico. -J5oldadura por arco metlico con electrodo desnudo sin proteccin !aseosa. A@-J5oldadura metlica por arco con electrodos revestidos. 15oldadura manual4. 5@-J5oldadura por !ravedad con electrodos revestido.5oldadura por arco hilo tubular 1sin proteccin !aseosa4. 2)-J5oldadura por arco sumer!ido.

5-J5oldadura por arco sumer!ido con hiloRalambre.5oldadura por arco sumer!ido con varillasRelectrodos desnudos.5oldadura por arco con !as. ;@-J

5oldadura por arco con !as inerteU 5oldadura @0; V @-;. ;@-J5oldadura por arco con hilo tubular 1con proteccin de !as activo 7 inerte4 2-)J5oldadura por arco con proteccin !aseosa y electrodos no consumibles ;+-J5oldadura por arco con electrodos de OolfrWmio 15-J4 5-J y !as inerte. ;+-J5oldadura +0;. ;+-J5oldadura por arco plasma. #-J5oldadura @0; por arco plasma. #-J5oldadura por arco de carbn.

)-J5oldadura por arco con electrodos de !rafito.5oldadura a tope por arco ma!nticamente impedido.

SOLDADURA POR RESISTENCIA R5oldadura de puntos por resistencia. 5J5oldadura de costura por resistencia.

5J5oldadura a solape de costura o cordn por resistencia.5oldadura de costura por estampacin.5oldadura de costura con varilla por resistencia.5oldadura por proyeccin y percusin. #J5oldadura por chispa con presin. 2J5oldadura a tope por resistenciaU 5oldadura recalcada. GJ5oldadura por resistencia de resalto. #J5oldadura por resistencia con alta frecuencia 2. 2J5oldadura de costura por alta frecuenciaU 5oldadura a tope con alta frecuencia. 5J72

SOLDADURA POR LLAJA5oldadura %*i!s. %2J5oldadura %*iacetilnica %-J5oldadura %*ipropano.5oldadura %*h&drica. %J5oldadura -ero!as.

--J5oldadura -eroacetilnico.

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5oldadura -eropropano.5oldadura a !as con presin. #;J

SOLDADURA POR PRESIN 5F5oldadura por ultrasonido. G5J5oldadura por friccin. 2J5oldadura por fora. 2%J

5oldadura por alta resistencia mecnica o por e*plosin. J5oldadura por difusin. DJ5oldadura por dilucin. D2J5oldadura por presin con !as. #J5oldadura por presin en fr&o. 5oldadura en fr&o. )J

OTROS PROCESOS DE SOLDADURA Y CORTE DE JETALES5oldadura por termita o aluminotrmica. +J5oldadura por electroescoria. 5J5oldadura por electro!as.5oldadura por induccin. 0J

5oldadura por radiacin luminosa. LAJ5oldadura por rayo lser.5oldadura por ima!en de arco.5oldadura por infrarroos. 0J5oldadura por haz de electrones. AJ5oldadura por percusin.5oldadura de esprra!os.5oldadura por arco de esprra!os. 5J5oldadura por resistencia de esprra!os. 5J

Soldadura 'uer%e* Soldadura (landa* Co(resoldeo 0 Ter#oro!ado.5oldadura fuerte con arco de carbono. )-A5oldadura fuerte con infrarroos. 0A5oldadura fuerte por flamaU soldeo fuerte con soplete. +A5oldadura fuerte en horno. 2A5oldadura fuerte por inmersin. DA5oldadura fuerte por inmersin en ba:o salado y en ba:o qu&mico fundido. DA5oldadura fuerte por induccin. 0A5oldadura fuerte por ultrasonidos. GA5oldadura fuerte por resistencia. A5oldadura fuerte por difusin y por friccin. D2A5oldadura fuerte en vac&o.

ociado trmico o termorociado con arco elctrico. -5#ociado trmico o termorociado a la llama. 2L5#ociado trmico o termorociado con plasma. #5#

CORTES DE JETALES)orte con arco de carbn. )-))orte con arco de carbn y aire. --J)orte con arco y plasma. #-))orte con !as combustible y o*&!eno. %2))orte con arco y o*&!eno. -%)

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)orte con lanza de o*&!eno. L%))orte con haz de rayos lser. LA)

1.K.-CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURANo es fcil enunciar una clasificacin simplificada de los #rocesos de 5oldadura. Noobstante, es posible hacer una clasificacin amplia y consistente en dos !randes !rupos$Las soldaduras por presin o en fase slida y las soldaduras por fusin o en fase l&quida.

5us caracter&sticas bsicas y subdivisiones se muestran a continuacin$

SOLDADURAS POR PRESIN O EN FASE SLIDA)aracterizadas por que la eliminacin o desplazamiento de las capas de *ido yconsi!uiente unin estrecha entre los tomos se obtiene por la deformacin de lassuperficies en contacto. 5e subdividen en$

Soldaduras en 'r/o:Donde la deformacin es efectuada a temperatura ambiente. 5oneemplos t&picos de este tipo de soldadura la soldadura por presin o por fora en fr&o y lasoldadura por e*plosin.

Soldaduras en al!en%e: n donde las piezas son calentadas para aprovechar elincremento en la ductilidad y disminucin de las propiedades mecnicas que sufren losmetales con el incremento de la temperatura. 5on eemplos de este tipo de soldadura lasoldadura por fora y la soldadura por friccin.

SOLDADURAS POR FUSIN O EN FASE L4UIDA)aracterizadas por que la remocin de los *idos contempla que el material a ser unido,conocido como material base o el material de aporte o ambos alcancen el estado l&quidocomo consecuencia del incremento de la temperatura de la unin. stos procesos sesubdividen en$

Por 'us!"n del #e%al (ase:n donde el metal base y !eneralmente el material de aporte,alcanzan el estado l&quido. 5on eemplos de este tipo de soldadura la soldadura por arcoelctrico en todas sus formas, por termita, a !as, etc.

Por 'us!"n del #a%er!al de apor%e:Donde e*clusivamente el material de aporte alcanzael estado l&quido. Los representantes ms conocidos de este tipo de proceso son lasoldadura blanda o solderin! y la soldadura dura o brazin!.

a9 Soldadura por lla#as: La fusin se produce por el calor !enerado por la quema de un!as combustible, el material de adicin es introducido separadamente. Los combustiblesms utilizados son el metano, acetileno y el hidr!eno, los que al combinarse con elo*&!eno como comburente !eneran las soldaduras aut!ena y o*h&drica. La soldadura

o*h&drica es producto de la combinacin del o*&!eno y el hidr!eno en un soplete. lhidr!eno se obtiene de la electrlisis del a!ua y la temperatura que se !enera en esteproceso es entre 6M99 y 3999 X). emplo$ 5oldadura %*iacetilnica.

(9 Soldadura el,%r!a al aro ol%a!o: La fusin se ori!ina por la accin directa ylocalizada de un arco voltaico. 7en%aas$ l arco permite obtener elevadas temperaturasen un peque:o espacio, limitando la zona de influencia calor&fica. #ermite el uso decualquier atmsfera !aseosa, que cundo es neutra, proporciona menor contaminacindel ba:o metlico.

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2i!ura I.7 5oldadura %*iacetilnica u %*yacetylene Jeldin! 1OA4l combustible utilizado es el acetileno, empleando el o*&!eno como !as comburente. lacetileno es un !as incoloro, de olor aliceo caracter&stico, ms li!ero que el aire, sudensidad relativa es 9,B6. -ltamente inflamable, forma mezclas e*plosivas con el aire enconcentraciones entre el 3,M y el 9 S. s un hidrocarburo no saturado, cuyo triple enlacele da inestabilidad frente a otros compuestos con los que puede reaccionar con violencia.5e obtiene industrialmente por hidrlisis del sulfuro clcico y posterior purificacin. 5esuministra en cilindros de acero, rellenos de materia porosa impre!nada con acetona, queacta como disolvente del acetileno, eliminando el ries!o de e*plosin.

1.;.- PROCESOS DE SOLDADURA ELMCTRICA AL ARCO- continuacin se describen los procesos de soldadura elctrica al arco tales como$5oldadura con lectrodos evestidos 1SJA4U 5oldadura JI3JA3o 3JAU 5oldadura

con lectrodo +ubular FCAU 5oldadura TI3 y por #lasma PAU 5oldadura al -rco5umer!idoSAy la 5oldaduracon scoria lectroconductorao lectroescoria 1ES4.

SOLDADURA CON ELECTRODO RE7ESTIDO 8SJA9Debido a su versatilidad es el proceso ms usado, se conoce como Shelded Jetal Arceldin! 'SJA&. s indicado para soldadura de aceros. Los in!redientes delrevestimiento son triturados, medidos y mezclados hasta obtener una masa homo!neaque es conformada sobre las varillas metlicas 12i!ura M4, con un tama:o patrn a partirde H99 mm. l revestimiento de una de las e*tremidades es removido para permitir elcontacto elctrico. La toma de corriente se hace en una e*tremidad, y el arco arde en laotra. La escoria formada por los in!redientes del revestimiento determina el resultado

deseado, como electrodos bsicos, cidos, etc. +radicionalmente nin!n arco es lanzadoal mercado sin que antes e*istan electrodos revestidos aptos para soldarlo. #or estarazn, e*iste una !rande variedad de electrodos revestidos a disposicin de los usuarios,lo que no ocurre con los otros procesos de soldadura al arco con electrodos consumibles.

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http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+909http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+933http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+934http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+910http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+955http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+932http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+932http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+940http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+933http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+934http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+934http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+910http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+955http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+932http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+932http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+940http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+909


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2i!ura M.7 #roceso de 5oldadura al arco con lectrodos evestidos 15@-J4

SOLDADURA CON PROTECCIN 3ASEOSA 83JA9La denominacin Jetal Inert 3as 'JI3&es la que se da al proceso de soldadura elctricaque utiliza un arco en atmsfera de !as inerte que arde visible entre la pieza y unelectrodo consumible. n el caso de ser usado !as activo, el proceso se denomina JetalActive 3as JA3&. n los stados Gnidos, el proceso es conocido como 3as Jetal Arceldin! 3JA&. )omo el electrodo es continuamente renovado y la lon!itud del arco esrelativamente peque:a, se pode usar densidades de corriente e*traordinariamente altas1H99 -Rmm34, !enerando una elevada velocidad de fusin, hasta cinco veces a la que seconsi!ue con electrodos revestidos. n la soldadura al Aro on Pro%e!"n 3aseosa83JA9, el empleo de alambres slidos !emelos, bandas y alambres tubulares o conncleo han aumentado la productividad 1fi!ura K4.

2i!ura K.7 #roceso de soldadura al -rco con #roteccin ;aseosa 1;@-J4

SOLDADURA CON ELECTRODO TUULAR 8FCA9l proceso es tambin denominado @-; con electrodo tubular. #resenta las ventaas de laautomatizacin 1@0;R@-;4 en conunto con las ventaas de la soldadura bao escoriaprotectora de los electrodos convencionales, no est sueta a la manipulacin del flu* ofundente, como en el caso del arco sumer!ido. s semeante al @0;R@-;, pero conescoria. l alambre7electrodo es tubular, contenido en su ncleo in!redientes flu*antes de

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http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+909http://construtor.cimm.com.br/cgi-win/construt.cgi?configuradorresultado+909


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metal fundido, adems de componentes !eneradores de !ases y vapores protectores delarco y formadores de escoria de cobertura. n relacin al proceso con electrodo revestidoconvencional, permite alcances mayores en las densidades de corriente. 5on dos lasversiones del proceso 12i!uras 8a y 8b4. n la primera, la proteccin del arco es hechasolamente por la accin f&sica y qu&mica del fundente o polvo investido en el alambre7electrodo. La se!unda versin el arco queda envuelto por un fluo adicional de !as

protector que fluye de la misma boquilla por donde emer!e el electrodo tubular.

2i!ura 8a.7 2)-J con proteccin !aseosa 2i!ura 8b.7 2)-J auto prote!ido

SOLDADURA CON PROTECCIN 3ASEOSA 8TI395us si!la 'TI3( provienen del in!les Tun!sten Inert 3as 1en alemn se denomina I3,siendo J el s&mbolo qu&mico del olfrWmio Y Tun!steno4. s la denominacin dada alproceso de soldadura que utiliza electrodos de +un!steno en atmsfera de !as inerte. lproceso puede ser empleado con o sin metal de aporte. #or lo !eneral, son llamadoselectrodos permanentes, pero estos electrodos de tun!steno son consumibles encondiciones normales, los electrodos ms comunes 1de 6M9 mm y 689 mm4 duran H9

horas de arco abierto. n la mayor&a de los casos el proceso es manual. Gna de lasmanos conduce la pistola y la otra conduce la varilla o material de aporte. l procesotambin puede ser semiautomtico o totalmente automtico. La soldadura +0; automticae*iste en dos versiones$ 5in metal de aporte y con metal de aporte. -mbas versiones seaplican para fabricacin en serie, en el caso de chapas finas de aceros de baa aleacin,ino*idables, al!unos aceros comunes o aleados. La soldadura tiene un bello aspecto, cone*celente re!ularidad en la penetracin y alta productividad. s indicado para !randesseries donde sean e*i!idos$ trabao limpio, esmero y precisin en el montae. El proesoTI3es especialmente indicado para soldar -luminio, @a!nesio y sus respectivas li!as,aceros ino*idables y para metales especiales como +itanio y @olibdeno. s tambinutilizado para aceros comunes e li!ados sobretodo para espesores peque:os y medianos.

)on la utilizacin de metal de aporte se pode soldar chapas espesas, principalmente enaleaciones leves y aceros ino*idables. Los materiales de consumo 1!as inerte y electrodode tun!steno4 son relativamente caros. l proceso +0;, 12i!ura 4 es usado para uniraceros comunes y especiales, principalmente para peque:as espesores 1menores de 3 H mm4 donde es posible obtener meor aspecto en la soldadura y menores deformacionesen las piezas. s el principal proceso cuando se trata de aleaciones leves y metalesespeciales. l +0; es adecuado cuando se trata de obtener un buen aspecto en la unta,combinado con baas tensiones internas y peque:as deformaciones en acero ino*idable.

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2i!ura .7 #roceso de soldadura al -rco con #roteccin ;aseosa 1;@-J4

SOLDADURA POR PLASJA 8PA9)uando en el arco voltaico se !enera un plasma, el proceso recibe el nombre de

soldadura por plasma 1PA4. La particularidad que llevo a esta desi!nacin es el hechode que el calor lle!a hasta la pieza sin la e*istencia de un arco conectado a ella. l arcoe*istente es establecido dentro de una pistola, entre un electrodo de tun!steno y unaboquilla de cobre que la circunda. l -r!n es forzado para adentro de la pistola y seioniza continuamente al pasar por el arco, tornndose en plasma y llevando calor para la

unta. Gna versin del proceso de soldadura al arco por plasma 12i!ura B4 es denominadaAro no Trans'er!do y otra versin es denominada Aro Trans'er!do, esta utiliza unse!undo arco, establecido entre el electrodo y la pieza.

2i!ura B.7 #roceso de soldadura al -rco por #lasma 1#-J4

1.B.- SOLDADURA POR ARCO SUJER3IDO 8SA9Cara%er/s%!as$ s conocido como #roceso 5ubmer!ed -rc Jeldin! 'SA( 12i!ura 694.l alambre desnudo es alimentado continuamente y se funde en el arco voltaico, el cual esprote!ido con un fluo de polvo. Dependiendo de las condiciones del material, espesor dela chapa, naturaleza de la superficie e*terior, se trabaa con diferentes polvos o fundentes.Los fundentes son diferenciados por$ tipo de fabricacin, composicin y !ranulometr&a. larco arde en una caverna dentro de un ba:o de escoria, que al solidificarse recubre elcordn. Las densidades de corriente lle!an a 6M9 -Rmm 3en alambre7electrodo de 3,I mm

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1dos veces el dimetro usado en el proceso @0;R@-;4. )omo el arco es enclaustrado 1enla escoria l&quida4, el rendimiento trmico es elevado. stos dos factores propician una!rande velocidad de fusin. #uede soldar chapas hasta de 6M mm de espesor sin chaflnen los bordes. 5e limita a soldar en la posicin plana y horizontal al filete. #ara chapas!ruesas, soldadas con varias pasadas, es uno de los procesos ms econmicos.ntretanto se caracteriza por alto costo inicial. )uando es bien usado, se revela como el

ms econmico entre todos los procesos. #uede ser empleado desde peque:osespesores de chapa 13 o 3,M mm4 hasta espesores de K9 mm en pases mltiplos.

2i!ura 69.7 5oldadura por -rco 5umer!ido 15-J4

SOLDADURA CON ESCORIA ELECTROCONDUCTORA 8ES9Desarrollado en usia, el proceso denominado 'soldadura bao escoria electroconductora(1ES4, es una variante del arco sumer!ido. 5e presta solamente para la soldadura verticalascendente y es insustituible para soldadura de piezas compactas con paredes de ms deK9 mm de espesor. - pesar de su inclusin en el !rupo de procesos al arco, no e*istepropiamente un arco voltaico. La corriente produce el calor necesario para la soldadura, al

atravesar un ba:o de escoria. La escoria es !enerada por la fusin del fundente o polvo desoldar.La mquina de soldar es mostrada en la si!uiente 12i!ura 664. l charco o pileta defusin se forma entre las piezas 1unta en l4 entre las dos mordazas de cobre, refri!eradoscon a!ua, como paredes laterales, es el material de aporte solidificado. #uede ser utilizadopara untas a tope y eh n!ulo, soldadura a tope de tubos y operaciones de recubrimiento.

2i!ura 66.7 5oldadura por scoria lectroconductora 1J54

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SOLDADURA POR RESISTENCIA ELMCTRICA 8R9l principio del funcionamiento de este proceso consiste en hacer pasar una corrienteelctrica de !ran intensidad a travs de los metales que se van a unir, como en la zona deunin la resistencia es mayor se !enerar el aumento de temperatura y el calor lleva a laspiezas hasta un estado plstico, y con un poco de presin se lo!ra la unin de las piezas.

La corriente elctrica pasa por un transformador en el que se reduce el voltae de 639 o3I9 a I o 63 /, y se eleva el amperae considerablemente para aumentar la temperatura.La soldadura por resistencia elctrica 1R4 es una de las ms aplicadas en la fabricacinen serie 12i!ura 664, casi para todos los metales, e*cepto el esta:o, zinc y plomo. Dentrode este campo se distin!uen la soldadura por pun%os, resal%e, os%uray la soldadura porchisporroteo o a %ope*tal como se indica en la fi!ura 66 ane*a.

2i!ura 66.7 5oldadura por resistencia lctrica 1J4

1.>.- OTROS PROCESOS DE SOLDADURALa soldadura es un proceso para la unin de dos metales por medio de calor yRo presin yse define como la li!a metalr!ica entre los tomos del metal a unir y el de aporte. #aralo!rar la soldadura al!unos procesos requieren slo de fuerza para la unin, otrosrequieren de un metal de aporte y ener!&a trmica que derrita a dicho metal. *istendiversos procesos de soldadura los que difieren en el modo en que se aplica el calor o laener!&a para la unin. - continuacin se presenta otros procesos de soldadura. )ada unode los procesos de soldadura tiene sus caracter&sticas de in!enier&a particulares y suscostos espec&ficos. 5u aplicacin depender fundamentalmente del tipo de material.

SOLDADURA CON RAYOS LSER1L45e basa en una ener!&a emitida por radiacin proveniente de una luz amplificada porestimulacin, en esta soldadura se emplean principalmente dos tipos de lser que secaracterizan por el medio en que tiene lu!ar la amplificacin$ 1Lser slidos como el Ttrio7

-luminio7;ranateRN%D0@0% y el !aseoso como el )%34. La 5oldadura por Lser 1LAJ4

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es un proceso de unin por fusin que produce la coalescencia del material con el calorobtenido de un rayo concentrado de luz coherente, monocromtica que impacta en la untaa ser soldada. n los procesos, el haz lser es diri!ido por elementos pticos planos, talescomo espeos, y lue!o enfocados a un peque:o punto 1para una alta densidad depotencia4 en la pieza de trabao usando tanto elementos focalizantes refle*ivos o lentes.1LAJ4 es un proceso en que no hay contacto, por lo que no requiere la aplicacin de

presin. ;eneralmente se utiliza !as protector inerte para evitar la o*idacin de la piletafundida, y ocasionalmente se puede utilizar metal de aporte. Las principales ventaas de lasoldadura por lser incluyen lo si!uiente$ l aporte de calor es m&nimo, permite reducir eltiempo para soldar secciones de !ran espesor y eliminar la necesidad de alambre deaporte, la distorsin inducida es m&nima y se elimina el des!aste de herramienta.

2i!ura 63.7 5oldadura con ayos Laser 1LAJ4SOLDADURA FUERTE 8REAHIN39l brazin! difiere de la soldadura ya que el brazin! se realiza sin la fusin de los metalesbase. l brazin! utiliza metales de aporte por lo re!ular no ferroso cuyo punto de fusin essuperior a los IM9 X) 1I9 X24 y menor que la del metal base. #or lo re!ular se requierenfundentes especiales para remover los *idos de las superficies a unir y aumentar lafluidez al metal de aporte. -l!unos de los metales de aporte son$ -leaciones de )obre1punto de fusin es de 69H Z)4U Aronces y latones 1punto de fusin entre los 89 y 6699Z)4U #lata 1fusin entre KH9 y IM Z)4 y el -luminio con temperatura de fusin entre M89 yKI9 Z). 5e clasifica por la forma en la que se aplica el metal de aporte 10nmersin, horno,soplete y electricidad4. )uando se aplica correctamente, la unta brazin! puede desarrollaruna resistencia i!ual o superior que el metal base a pesar que el material de brazin! seamucho ms dbil que el metal base, esto es posible debido al dise:o y reas de contacto.

SOLDADURA LANDA 8SOLDERIN39s la unin de dos piezas de metal por medio de otro metal llamado de aporte, ste seaplica entre ellas en estado l&quido. l metal de aporte en el solderin! funde a unatemperatura no superior a los IH9 Z). n este proceso se produce una aleacin entre los

metales y con ello se lo!ra una adherencia que !enera la unin. n los metales de aportepor lo re!ular se utilizan aleaciones de plomo y esta:o los que funden entre los 69 y H89Z). ste tipo de soldadura es utilizado para la unin de piezas que no estarn sometidas a!randes car!as o fuerzas. Gna de sus principales aplicaciones es la unin de elementos acircuitos elctricos. #or lo re!ular el metal de aporte se funde por medio de un caut&n yfluye por capilaridad. l trmino 'solderin! con plata( es incorrecto, porque el metal deaporte, con plata, funde arriba de IM9 X)

SOLDADURA POR INDUCCIN 8FR9

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sta soldadura se produce al aprovechar el calor !enerado por la resistencia que se tieneal fluo de la corriente elctrica inducida en las piezas a unir. #or lo re!ular esta soldadurase lo!ra tambin con presin. )onsiste en la cone*in de una bobina a los metales a unir,y debido a que en la unin de los metales se da ms resistencia al paso de la corrienteinducida en esa parte es en la que se !enera el calor, lo que con presin !enera la uninde las dos piezas. La soldadura por induccin de alta frecuencia utiliza corrientes con el

ran!o de 399,999 a M99,999 z de frecuencia, los sistemas de soldadura por induccinnormales slo utilizan frecuencias entre los I99 y IM9 z.

SOLDADURA POR FOR6A 8FO9s el proceso de soldadura ms anti!uo. l proceso consiste en el calentamiento de laspiezas a unir en una fra!ua hasta su estado plstico y posteriormente por medio depresin o !olpeteo se lo!ra la unin de las piezas. n este procedimiento no se utilizametal de aporte y la limitacin del proceso es que slo se puede aplicar en piezaspeque:as y en forma de lmina. La unin se hace del centro de las piezas hacia afuera ydebe evitarse a como de lu!ar la o*idacin, para esto se utilizan aceites !ruesos con unfundente, por lo re!ular se utiliza bra* combinado con sal de amonio. La clasificacin delos procesos de soldadura mencionados hasta ahora, es la ms sencilla y !eneral, a

continuacin se hace una descripcin de los procesos de soldadura ms utilizados en losprocesos industriales.

SOLDADURA DE ESPRRA3O 8S9 ste proceso de soldadura de esprra!os, se usapara soldar esprra!os, o fiaciones, a la superficie del metal, se considera como unproceso de soldadura por arco porque el calor para la soldadura es !enerado por un arcoentre el esprra!o y el metal base. l proceso es controlado por una pistola mecnica lafiada a la fuente de potencia a travs del panel de control. ntonces, la soldadura serealiza muy fcilmente y en forma repetida. l proceso se realiza en cuatro ciclos, loscuales estn temporizados y secuenciados por la caa de control una vez que el esprra!oes posicionado y se empua el !atillo. La industria de la construccin y puentes usan 5J

en forma e*tensa como transmisores de corte para componentes estructurales de acero.Gna vez que el concreto es vertido, cubriendo los esprra!os fiados a las vi!as, la uninmecnica obtenida permite al acero y al concreto actuar como una unidad compuestadebido a la meora de la resistencia total y la ri!idez de la estructura.

SOLDADURA CON 5AH DE ELECTRONES 1E4La soldadura por az de lectrones 1E4 se basa en el choque de electrones con unapieza metlica transformando su ener!&a cintica en calor, desarrollado por el Dr. S%o@ren2rancia, 11G;


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SOLDADURA POR EPLOSIN 1E4La soldadura por *plosin 1J4 se basa en el uso de e*plosivos, esta soldaduratambin se llama de recubrimiento consiste en la unin de dos piezas metlicas, por lafuerza que !enera el impacto y presin de una e*plosin sobre las pro*imidades a laspiezas a unir. n al!unas ocasiones, con el fin de prote!er a las piezas a unir, se coloca!oma entre una de las superficies a unir y el yunque que !enera la presin.

PROCESOS DE CORTEasta ahora la discusin involucr slo aquellos mtodos usados para unir materialesentre s&. n la produccin tambin son importantes los procesos para cortar o removermetal. 2recuentemente estos procesos se requieren previos a la soldadura para producirperfiles adecuados de las partes o hacer preparaciones espec&ficas de la unta. Durante olue!o de la soldadura, al!unos de estos mismos procesos pueden emplearse para quitarlas reas defectuosas de soldaduras o producir una confi!uracin espec&fica.

CORTE CON O43AS 8OFC9l primero de estos procesos de corte es el corte por o*i!s. -qu&, usamos una llama deo*i!s para calentar el metal a la temperatura a la cual se o*ida rpidamente o quema. Latemperatura necesaria es conocida como la temperatura de [i!nicin[, y para los aceros,est alrededor de B3MZ ) 16899Z24. Gna vez que se alcanz la temperatura, se diri!e unchorro de o*&!eno de corte de alta presin a la superficie calentada para producir unareaccin de o*idacin. ste chorro de o*&!eno tambin tiende a remover la escoria y elresiduo de *ido que se produce por esta reaccin de o*idacin. #or esto, %2) puede serconsiderado como un tipo de proceso de corte qu&mico.

CORTE Y ACANALADO CON ARCO 8CAC-A9%tro proceso de corte muy efectivo es el corte por arco electrodo de !rafito. ste procesousa un electrodo de carbn para crear un arco para calentar a lo lar!o, y con un fuertechorro de aire comprimido remueve mecnicamente el metal fundido. l equipo usado

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para )-)7- consiste en una pinza de electrodo especial que est fiada a una fuente decorriente continua y una fuente de aire comprimido. La pinza, toma al electrodo de carbnen mordazas de cobre, una de las cuales tiene una serie de a!ueros a travs de loscuales pasa el aire comprimido. #ara lo!rar el corte, el electrodo de carbn se colocacerca de la pieza de trabao para crear un arco. Gna vez que se funde el metal, el chorrode aire comprimido sopla al metal fundido fuera, para producir una ranura o corte.

CORTE CON PLASJA 8PAC9* RAYOS LSER 8LC9 Y CORTE JECNICO%tros mtodos de corte trmico es el corte por Laser y #lasma. stos procesos sonsimilares en la mayor&a de los aspectos al LAJ y #-J e*cepto que ahora el propsito esremover el metal en lu!ar de unir dos piezas. Los requerimientos del equipo son similares,e*cepto que la fuente de potencia requerida debe ser mucho mayor que la utilizada para lasoldadura.Los )orte @ecnico usados en conunto con la soldadura son$ cizallado, cortepor sierra, amolado, fresado, torneado, perfilado, taladrado, cepillado, y cincelado.

1.?.- PROCESOS DE SOLDADURA Y SOLDAILIDAD

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1.G.- EL ACERO Y SU CLASIFICACIN

UE ES EL ACEROLos metales y las aleaciones empleadas en la industria y en la construccin puedendividirse en dos !rupos$ Ja%er!ales Ferrosos y No Ferrosos* 2errosos vienen de lapalabra 2G@ que los romanos empleaban para el ierro. #or lo tanto, los @ateriales

2errosos son aquellos que contienen hierro como su principal in!redienteU es decir, lasnumerosas calidades del hierro y el acero. Los @ateriales No 2errosos no contienenhierro. stos incluyen al -luminio, @a!nesio, Pinc, )obre, #lomo y otros elementosmetlicos. Las -leaciones 1Latn y Aronce4, son una combinacin de al!unos de estos@etales No 2errosos y se les denomina ALEACIONES NO FERROSAS. Gno de losmateriales de fabricacin y construccin ms verstil, adaptable y ampliamente usado esel ACERO. - un precio relativamente bao, el acero combina la resistencia y la posibilidadde ser trabaado, mediante muchos mtodos. 5us propiedades pueden ser maneadasmediante tratamiento con calor, trabao mecnico, o mediante aleaciones . El ACERO es($s!a#en%e una alea!"n Fe-C oo#(!na!"n de 5!erro 0 Car(ono 8alrededor de=.=;C @as%a #enos del 2C9.-l!unas veces otros elementos de aleacin tales como

el )r 1)romo4 y el Ni 1N&quel4 se a!re!an con propsitos determinados. Ta que el acero esbsicamente hierro altamente refinado 1ms de un BS4, su fabricacin comienza con lareduccin de hierro 1produccin de -rrabio4 el cual se convierte en acero. l hierro puro esuno de los elementos del acero. No se encuentra libre en la naturaleza ya quequ&micamente reacciona con la facilidad con el o*&!eno del aire para formar *idos dehierro. l *ido se encuentra en cantidades si!nificativas en el mineral de hierro, el cual esuna concentracin de *idos de hierro con impurezas y tierra.

*isten varios criterios para clasificar a los -ceros$19 COJPOSICIN U4JICA29 PROCESO DE FARICACIN

K9 JICROESTRUCTURA


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CLASIFICACIN DE LOS ACEROS 8COJPOSICIN U4JICA9

1.- ACEROS AL CARONO:La mayor cantidad de aceros consumidos en el mundocorresponden a esta cate!or&a, son de bao costo y con amplia !ama de propiedades quese obtienen con la variacin del )arbono y el estado como se comercializa 1+emplado,Normales, etc.4. 5e subdividen en$

A9 ACERO DE A6O CARONO 8C =.K9:5on aplicados en sitios donde losrequisitos de Ductilidad son elevados, . )hapa para stampado, mbuticin, +ubos

-lambres, etc. stos pueden ser suministrados o fabricados en Laminacin en )alienteecocido o Normalizado. #ueden ser aplicados cuando se requiere soldadura ya quel S) bao favorece su soldabilidad, no se forma @artensita cuando se enfr&anrpidamente en los cordones. stos aceros combinados con lementos de -leacin y)ementados son usados cuando se requiere combinar la resistencia al des!aste1Dureza 5uperficial4 con +enacidad en el ncleo tales como los n!ranaes,erramientas de 0mpacto, etc. Ee#plo: AISISAE 1=2=.

9 ACERO DE JEDIO CARONO 8=.K C =.;9:5on aplicables en productos2orados pues poseen Ductilidad en )aliente 1#ara 2ora4 asociadas a mediaresistencia al fr&o en el estado de forado 12err&tico7#erl&tico4. )uando se combinan conaleantes son usados en situaciones que requieren -lta esistencia obtenida mediante+emplado y evenido, manteniendo al!una Ductilidad. La +emplabilidad es obtenidamediante el uso de al!unos elementos aleantes. Ee#plo: AISISAE 1=


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esistencia al evenido. Los elementos de aleacin t&picos son Cr,Jo, N!,Jn yS!.5us aplicaciones estn en piezas !randes que deben tener -lta esistencia en elncleo, facilitar la transferencia de la Dureza entre el ncleo y la superficie del -cero)ementado, elevar la Dureza en las superficies nitruradas por la formacin de Ni-l )romo. ntre los -ceros @icroaleados estos son los ms usados. E#. AISISAE


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CLASIFICACIN DE LOS ACEROS 8ASTJ9La norma ASTJ 1A#er!an So!e%0 'or Tes%!n and Ja%er!als4 no especifica la

composicin directamente, sino ms bien determina la aplicacin o su mbito de empleo.#or tanto, no e*iste una relacin directa y biun&voca con las normas de composicin. lesquema !eneral que esta norma emplea para la numeracin de los aceros es$

YDonde: Yes la primera letra de la norma, indica el !rupo de aplicacin se!n la lista$

Y

A 5i se trata de especificaciones para aceros specificaciones para no ferrososC specificaciones para hormi!n, estructuras civilesD specificaciones para qu&micos, as& como para aceites, pinturas, etc.E 5i se trata de mtodos de ensayos

F* 3* 5 %tros...Ee#plos: AKB:specificacin para aceros estructurales al carbono.A2?;:specificacinpara aceros al carbono de baa e intermedia resistencia para uso en planchas derecipientes a presin. AK2;: specificacin para pernos estructurales de acero contratamiento trmico y una resistencia a la traccin m&nima de 639R69M Fsi. A;1


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K.- CLASIFICACIN DE LOS ACEROS 8JICROESTRUCTURA9

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*isten los si!uientes !rupos$

K.1.- Aeros Endure!dos:+ienen una estructura predominantemente 2err&tica conun poco de #erlita, son resultados de un proceso de deformacin en fr&o. 5on aceros debao tenor de )arbono 1S) \ 9.I4 y con baos niveles de lementos -leantes.

K.2.- Aeros Ferr/%!osPerl/%!os:stos -ceros poseen un tenor de )arbono pordebao de 9.S) y son resultantes de un proceso de enfriamiento lento, tales como losmateriales trabaados en )aliente, ecocidos Normalizados. stos aceros presentan unaestructura ferr&tica a cualquier temperatura 1o se convierte en estructura austen&tica en elcalentamiento4. l !rano no se re!enera. 5on dif&ciles de soldar y se usan en embuticinprofunda por su !ran ductilidad.5on ma!nticos y su )omposicin puede variar$

A.-6M76S de cromo y una m*ima de 9,63S de carbono. esistencia a la corrosinsuperior a la de los martens&ticos.

.- 3979S de cromo y una m*ima de 9,HMS de carbono.C.- -ceros al cromo7aluminio hasta un IS ms resistente a la o*idacin.

K.K.- Aeros Jar%ens/%!os: 5on -ceros formados o constituidos de @artensita

evenida, son aplicables en situaciones en que se e*i!e resistencia elevada a lo lar!o detoda la seccin del material. emplo$ es, #unzones, etc. Los @artens&ticos con )arburo#rimario son aplicados en situaciones que e*i!en resistencia al des!aste tales como laserramientas de )orte y +rabaos en )aliente. La @artensita propicia la levadaesistencia y los )arburos #rimarios propician Dureza elevada o una !ran dureza cuandose los enfr&a rpidamente una vez austenizados.

A.- 63 7 6I S de cromo, 9,39 V 9,M9S de carbono. #rincipalmente en cuchiller&a..- 6K76S de cromo, 9,K976U 39S de carbono.

#or temple adquieren !randes durezas. esistentes a la corrosin y al des!aste. +iponormalizado -0507H66, acero ino*idable e*tra dulce.@enos del 9,6S de carbono, 6HS decromo y 9,H9 S de n&quel.esiste a la corrosin atmosfrica, la del a!ua corriente y la de

los cidos y lcalis dbiles. 2cilmente soldable. Usos:Gtensilios domsticos, !rifer&a,ornamentacin, cuberter&a, etc.

K.


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domsticos que no requieren soldaduras en las zonas sometidas a fuerte corrosin.-dmite pulidos con acabados a espeo, por lo que tambin se usa para ornamentacin.

K.B.- Aeros DVpleQ o !'$s!os: 5e le denomina Dple* a la e*istencia de dosestructuras o fases tales como la -ustenita y la 2errita. ay ciertos -ceros 0no*idablescuya esistencia @ecnica y de %*idacin es superior a los -usten&ticos, debido a las dosestructuras presentes. La otra cate!or&a lo representan los @artens&ticos72err&ticos,resultado del +emple a partir de temperatura entre -6 y -H. Los -ceros de Aao )arbonocon estructura mi*ta presentan combinacin de esistencia y Ductilidad mas elevada quelos equivalentes 2err&ticos7#erl&ticos.


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(9 Du%!l!dad Eleada: )omo los aceros estructurales deben sufrir deformaciones1stampado, etc.4 es necesario una elevada ductilidad y para ello el porcentae de carbonoes bao 1S) \ 9.34.

9 Res!s%en!a a la Corros!"n:#ara alar!ar la vida de los aceros estructurales, debenpresentar buena resistencia a la corrosin atmosfrica, obtenida por la peque:a aleacin

sin perudicar la soldabilidad. stos aceros son clasificados como -ceros de Aaa -leaciny -lta esistencia y no como -ceros -leados.

d9 Eleada Solda(!l!dad: Durante el empleo de stos aceros es comn usar soldadura,para ello es bueno 1S) \ 9.34 y sin elementos aleantes importantes.

3EOJETRIA DE LOS TIPOS DE ACEROS ESTRUCTURALESLos aceros estructurales son clasificados de acuerdo a su !eometr&a, )ada !eometr&aposee particularidades en la )omposicin y #rocesamiento.

A.- C@apas* T!ras 0 Plaas 1l ancho es mayor que el espesor4.- Per'!les* arras 0 Ca(!llas 1-ncho y spesor i!uales4

C.- Tu(os* R!eles 0 Ala#(res

A.- ACEROS PARA C5APAS* TIRAS Y PLACAS. ay tres tipos que son$

A.1.- ACEROS AL CARONO 8C =.2;4$ -plicables a structuras fias, tienen comorequisito principal la Ductilidad y 5oldabilidad. 5e divide a su vez en tres cate!or&as.

a9 Es%a#pados Pro'undos. 1S) \ 9.94(9 Cal!dad Co#er!al. 1S) \ 9.6M49 Cal!dad Es%ru%ural. 1S) \ 9.3M4

Los de )alidad )omercial son los ms comunes, aceptan doblez de 69Z. Los dosprimeros no poseen especificaciones en cuanto a esistencia. @ecnica, pero el de

)alidad structural s& y debe estar entre HM9 y M99 @#a.

A.2.- ACEROS DE A6A ALEACION Y ALTA RESISTENCIA:- pesar de tener aleantesson considerados @icroaleados. 5on -ceros con 1S) \ 9.394 y baa cantidad dealeantes 1menor al 3S4. emplo$ -cero con 9.MS@o, 9.MSNi, 9.MS)u, 9.9M9SNb o/. )uyas finalidades son$ 1levar la resistencia a la corrosin atmosfrica y mayorrelacin esistenciaR#eso4. stos -ceros son usados en estructuras mviles 1)arros,/a!ones, etc.4 a fin de aumentar la ductilidad y disminuir la relacin resistenciaRpeso.

A.K.- ACEROS DE A6A Y JEDIA ALEACIN: l empleo de -ceros @icroaleados 1Aaa-leacin4 tales como I6I9, IH39, IHI9 1menor costo y por su soldabilidad4 son

empleados en los casos de e*i!ir m*ima relacin esistenciaR#eso, adems de+enacidad, eemplo$ 15ubmarinos Nucleares -viones, eactores -tmicos4. 5on losaceros de menor consumo entre el !rupo de los -ceros structurales.

No%a:Los aceros de Aao )arbono, elaborados en forma de chapas, presentan defectoscomo$ /ariaciones de spesores 1irre!ularidades en el conformado4U @arcas de )onchade Narana 1ori!inadas por el tama:o de !ranos !randes4 y Aandas de Deslizamiento1producto de la ubicacin intersticial de los tomos de ) y N4. 5e elimina mediantedeformacin plstica 13 7 HS4 antes de someter a un stampado.

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.- ACEROS PARA PERFILES* ARRAS Y CAILLAS

PERFIILES 0 ARRAS: 5on fabricados en diversas formas L, 5, T, !eneralmentelaminados en fr&o y en caliente. La composicin empleada es similar a los aceros parachapas dependiendo de la aplicacin los hay de bao carbono y de baa aleacin.

CAILLAS:s un caso particular de los perfiles, se usa en la construccin civil, los hay$

-ceros para Conre%o Ar#ado 19.I ] S) \ 9.K4 de esistencia @edia.-ceros paraConre%o Pre%ensado$19.K]S)\9.B4.Los primeros tienen resistencia de M9 Q!fRmm ylos se!undos 6M9 Q!fRmm.

;.2.- ACEROS PARA TUOS* RIELES Y ALAJRES

TUOS:Losaceros para tubos pueden tener aplicaciones Es%ru%urales 1Gsados comoelementos constructivos con caracter&sticas similares a las )hapas,5oldabilidad, ductilidad, y elevada resistencia al peso4U Cons%ru%!os enaplicaciones estticas como 1-ceros 0no*idable en pabellones, muebles4 yconstructivas 1tuber&as4. n cuanto a la fabricacin, los aceros para tubos,pueden ser$ 5in )ostura$ 1hechos a partir de barra maciza4 se aplican ensituaciones donde no se admite hetero!eneidad microestructural. .$ tubos de

-lta presin hechos a partir de tiras dobladas, se aplican en situaciones pocori!urosas 1Ductos de -!ua y /apor4. n caso de requerir esistencia a la)orrosin se usan -ceros ;alvanizados y si se requiere esistencia a la2luencia usar -ceros -leados con BS )r. y 6S@o. Los tubos soncomercializados$ ecocidos, Normalizados o +refilados. n cuanto a la)omposicin los -ceros para +ubos se a!rupan en$ ao Car(ono: 5inlementos de -leacin contienen 19.6 \ S) \ 9.3M) y el Limite de esistenciaHM9RM99 @#a. -plicados en situaciones de sin responsabilidad y Jed!oCar(ono:)on pocos lementos -leantes$ contienen 19.H \ S) \ M4 donde elLimite de esistencia esta entre M99 y K99 @#a y se aplica cuando hay altaresponsabilidad.

RIELES$s un caso particular de los #erfiles structurales, fabricados por laminacin encaliente y deben atender los si!uientes requisitos$ esistencia 12L0%N TD5;-5+4 tambin 1los e*tremos4 soportan impacto por parte de las ruedas.Dado la imposibilidad de templar o cementar 1tama:o4 la resistencia es obtenidapor el empleo de tenores de )arbono elevados y baa cantidad de lementos

-leantes. emplo$ 19.KS \ ) \ 9.4U 6S@oU 9.MS5iU 6S)rU 9.6S y 9.9MSNb.n los lu!ares de mucho trafico 1Des!aste4 se puede usar el Aero 5ad'!eld16.3S) y 6HS @n4.

ALAJRES E 5ILOS:5on #roductos o 5ubproductos 1semiacabados4 que pueden servirpara lectrodos +elas @etlicas, etc. 5e fabrican por +refilado y sucomposicin varia entre 9. 9 a 6 S ). con o sin lementos

-leantes.

1.1=.- EFECTO DE LOS ELEJENTOS ALEANTES EN EL ACERO

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*isten muchos elementos qu&micos que dan las caracter&sticas de in!enier&a a lasaleaciones ferrosas, sin embar!o hay al!unos que se destacan por sus efectosmuy definidos, a continuacin se presentan al!unos de estos elementos.

Car(ono.-rriba del IS baa la calidad del hierro, sin embar!o es el elemento que da ladureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, sepueden definir varias propiedades de las aleaciones y su !rado de

maquinabilidad. )on base a la cantidad de carbono en el hierro las aleacionesse pueden definir o clasificar como se observ en los temas anteriores.

S!l!!o.ste elemento hasta un H.3MS es un ablandador del hierro y es el elementopredominante en la determinacin de las cantidades de carbono en las aleacionesde hierro. l silicio arriba de H.3MS acta como endurecedor. Las fundiciones conbao contenido de silicio responden meor a los tratamientos trmicos.

Jananeso. s un elemento que cuando se a!re!a a la fundicin arriba del 9.MS sirvepara eliminar al azufre del hierro. )omo la mezcla producto del azufre y elman!aneso tiene baa densidad flota y se elimina en forma de escoria.+ambin aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.

A+u're.l azufre constituye la fuente de las inclusiones sulfurosas en el acero. stapresente en las materias primas usadas en la fabricacin del acero, por lo tanto,su presencia en el fluo de produccin siderr!ica es inevitable. s perudicial yaque se produce variaciones en las propiedades mecnicas 1formacin deinclusiones o sulfuros de hierro 2e5 y @n54 tales como la tenacidad, resistencia ala fati!a y alar!amiento. 5e deposita en los l&mites de los !ranos en unin del*ido de hierro. n los aceros ordinarios el contenido superior de azufre es de 5 Y9,9KS en peso, y el nivel inferior es 5 Y 9,9HS en peso.. l )a% es el elementoms utilizado pera realizar la desulfuracin.

F"s'oro. s una impureza 1al i!ual que el azufre4 perudicial que debe ser reducirlo alm&nimo. n la mayor&a de los aceros el contenido de fsforo ^S#_ es siempremenor al 9,6S peso. 1ornos elctricos se obtiene un contenido menor de9,9HS peso4.

Fun!ones de alunos ele#en%os )u/#!os en la 'und!!"n del @!errostabiliza

la-ustenita

ndurecenla

-ustenita

2ormadorde

)arburos

-finadordel

;rano

stabilizala

2errita

esistenciaa la

2errita

-umentode la

Dureza

N!* Jn* N*C* Cu

C* Jo* Cr*Jn* N!* *7

7* T!* Ta*Jn* *

C( o N(*Jo* Cr.

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Jn* S!* P*Co* N!* Al*Cr* Jo* *N* Cu* 7* O

Jn* Jo*Cr* S!* N!

DESARROLLO DE LOS ACEROS

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5YSLA& PARA TUERIAS A PRESIN

Al%a Tena!dad aa

1.11.- LA SOLDADURA Y SU TENDENCIAS 8SI3LO I9

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No es posible efectuar la proyeccin de una actividad, tal como la %enolo/a de lasoldadura, sin tener en cuenta al!unas tendencias !lobales tales como$ Au#en%o de lapo(la!"n #und!al* re!#!en%o de los en%ros ur(anos, eQpans!"n del o#er!olo(al, cambios !eopol&ticos y #od!'!a!ones en el #ed!o a#(!en%e. +en!amos encuenta que la poblacin mundial es hoy apro*imadamente K.999 millones de sereshumanos, y se estima que para el a:o 398M alcanzara los 69.999 millones de habitantes.

Donde el MS de la poblacin mundial se concentrar en el denominado tercer mundo1-sia, `frica y Latinoamrica4. Los centros urbanos alber!ar&an el K9S de la poblacintotal. La !ndus%r!al!+a!"nprovee a las sociedades los medios para meorar su calidad devida y bienestar. 5u desarrollo requiere de una poblacin estable, educada y saludable. nla industrializacin las pol&ticas deben !arantizar la disponibilidad de serviciosindispensables tales como$ Ener/a* Transpor%e 0 Co#un!a!ones, en%re o%ras.La Ener/a: No constituye solamente un insumo esencial sino que las cifras de!eneracin y consumo se han convertido en un indicador de la capacidad industrial y el!rado de desarrollo alcanzado por un pa&s. Los mercados mundiales de ener!&a se hanhecho cada vez ms competitivos, se estima que para el a:o 3939 la produccin deener!&a de ori!en nuclear superara a la producida mediante petrleo. n la actualidad,pa&ses como 5uecia satisface ms del M9S de su demanda ener!tica mediante!eneracin nuclear, mientras que 2rancia lo hace en un 89S. n -mrica Latina est

-r!entina con un 39S. 5e estima que la !eneracin de ener!&a utilizando 3as Na%ural*Car("n 0 Pe%r"leo como combustible, continuar incrementndose y lue!o declinar.#ara entonces es probable que otros mtodos tales como 3eo%er#!a* !o#asa 0 laEner/a Solarten!an participacin. +odos esto nos permite prever y estimar la necesidadde fabricar componentes capaces de prestar servicio en condiciones de temperatura ypresiones cada vez ms elevadas, lo que implica el uso de nuevos aceros 1tales como losGCr W 1Jo4 y materiales de mayores espesores. l !rado de desarrollo industrial en

-mrica Latina, medidos en trminos de produccin de acero y consumo de metal desoldadura son los si!uientes$ Arasil, @*ico, -r!entina, /enezuela, )hile, )olombia y#er. @ientras que a nivel mundial entre los ms !randes se encuentra la )omunidaduropea 1)4, ?apn y stados Gnidos, se indica en la si!uiente fi!ura.

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PROCESOS DE SOLDADURA PARA EL NUE7O JILENIOLa soldadura con arco elctrico fue inventada hace unos cien a:os y durante los ltimoscincuenta a:os, ha sido el principal mtodo empleado para la fabricacin de estructurastanto de acero como de otros metales. ay varios procesos de soldadura por arcoelctrico 1SJAo @@-, 3JAo @0;R@-;, 3TA, SA, etc.4, lo que si!nifica que haymuchas formas posibles de optimizar la operacin de soldadura. )on muchos mtodos es

posible la mecanizacin del proceso, disminuyendo el costo de la soldadura.

)on el !ran nmero de consumibles a disposicin, la fle*ibilidad requerida para lo!rar laspropiedades en la unin son casi ilimitados. -ustar la composicin qu&mica del metal desoldadura, controlar la transferencia metlica, estabilizar el arco y controlar la fluidez delmetal fundido, permiten obtener soldaduras #$s sanase !nre#en%ar la produ%!!dady ren%a(!l!dad. Debido a que la soldadura es un proceso importante, muchas de lasmeoras pueden clasificarse en tres !rupos.

Desarrollos en el D!seo Desarrollos en las T,n!as de Soldadura Desarrollos en los Ja%er!ales 0 Consu#!(les

DESARROLLOS EN EL DISEXO: )on la introduccin de los ordenadores de altavelocidad, los clculos de los detalles cr&ticos 1elementos finitos4, se han vuelto unaherramienta estndar ayudando a optimizar las construcciones soldadas. ay unatendencia hacia la utilizacin de materiales tales como aeros de al%a res!s%en!a oalu#!n!o para producir estructuras ms livianas con una alta capacidad de soportar car!a1'a%!a4. )on el desarrollo de la soldadura mecanizada, es ms ventaoso usar lasoldadura a filete en vez de soldadura a tope.

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DESARROLLO EN LAS TMCNICAS DE SOLDADURA: Los procesos ms comunes seindican en la 12i!ura M a B4 y son$ 5oldadura elctrica al arco con electrodos revestidos1SJA4 como se indica 1fi!ura 694. -rco sumer!ido 8SA9* soldadura al arco conproteccin !aseosa y electrodo no consumible de tun!steno83TA9,y soldadura al arcocon proteccin !aseosa y electrodo consumible 83JA9* fueron desarrollados hace msde cincuenta a:os. #ero desde entonces han sido repotenciados con la ayuda de

sofisticados componentes electrnicos en las fuentes de poder 15inr!icos4 y enelementos de manipulacin, en consecuencia, muchos de los mtodos estn hoy d&atotalmente automatizados.

n la soldadura al Aro on Pro%e!"n 3aseosa 83JA9, el empleo de alambresslidos !emelos, bandas y con ncleo ha aumentado la productividad 1fi!ura 664.

n la soldadura de Aro Su#er!do 8SA9, la productividad puede serincrementada mediante el uso de sistemas de mltiples alambres o mediante laalimentacin de polvo metlico en el depsito 1fi!ura 634.

2i!ura 69.7 #roceso de 5oldadura 5@-J

2i!ura 66.7 #roceso de 5oldadura ;@-J

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n muchas circunstancias, la soldadura al arco si!ue siendo el principal proceso. nciertas aplicaciones, otros procesos han adquirido una popularidad que va en aumento. nla industria automotriz otros procesos de unin, como adhesivos y soldadura lser hansustituido a la soldadura por arco. ecientemente, la soldadura l$ser 1fi!ura 6H4 y lasoldadura por 'r!!"n, han sur!ido y se han desarrollado, a tal !rado que puedenconsiderarse reales competidores de la soldadura al arco. l uso de electrodos recubiertos

ha sido reemplazado por mtodos de mayor productividad. La soldadura 3JA oJI3JA3, que utiliza alambres slidos, alcanzo el mayor mercado. -ctualmente, es usadocon alambre tubular FCA* con y sin proteccin !aseosa.

2i!ura 63.7 #roceso de soldadura 5-J 2i!ura 6H.7 #roceso de soldaduraLser

#aralelamente con el incremento de la productividad, se @an enerado onsu#!(leso#pa%!(les on el desarrollo del aero, para satisfacer situaciones donde se requieren#a0or res!s%en!a 0 %ena!dad* as& como una #eorada res!s%en!a a la orros!"n.

DESARROLLOS EN LOS JATERIALES Y CONSUJILES: l !ran avance, en trminosde propiedades de soldadura, de los aceros estructurales vino con la introduccin de losaceros procesados termomecnicamente 1TJ4 al principio de los a:os ochenta. ntre losaceros de alta resistencia, incluimos tanto los templados y revenidos 1TR4 como los detratamiento termo7mecnico controlado 15SLA4. s posible que la utilizacin de estosmateriales sea si!nificativamente mayor en el futuro ya que presentan las si!uientesventaas$

#ueden fabricarse estructuras con lmina ms del!ada 1redu!"n del peso4, con unmeorado desempe:o de dichas estructuras a mayores car!as.

Los nuevos aceros microaleados son de alta calidad, presentan buenas propiedades desoldabilidad y una !ran resistencia a la car!a, a pesar de que el contenido de carbono sereduo, su calidad fue meorada si!nificativamente mediante la reduccin del contenido deimpurezas tales como 1a+u're y '"s'oro4. -l aumentar los niveles de car!a y de losespesores, se necesitan mayores contenidos de elementos aleantes, as& como de unprecalentamiento. La resistencia se meora con un tama:o de !rano menor y una mayordensidad de dislocaciones. - veces, se utiliza un enfriamiento acelerado para a:adirle anms resistencia a medida que el acero se vuelve Aain&tico ms que 2err&tico. n tal

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sentido, contamos hoy con consumibles de soldaduras perfectamente desarrollados yestablecidos que permiten obtener resistencias a la fluencia en el metal depositadosuperiores a los IK9 @#a. stos consumibles tienen composiciones t&picas deapro*imadamente 19.9M79.64 S) y 1676.M4 S@n y 9.MS @o. #eque:as adiciones de Nipermite meoras si!nificativas en la tenacidad. Los aceros de resistencia M99 @#a sonempleados en trabaos estructurales estndar, equipos para e*cavadoras, !ras soportes

para techos en minas, construcciones mar afuera, etc. Los de mayor resistencia 899 @#a,se utilizan para remolques de car!a pesada, puentes, !ras de !ran capacidad yelementos de volteo o descar!a, etc. Los aceros de aun mayor resistencia 1B99 @#a4tienen como aplicaciones t&picas en puentes mviles y transportadores, etc. +ambin estosaceros son usados para aplicaciones que requieren resistencia a baas temperaturas.

Solda(!l!dad: Los aceros de 1HM9 a IM94 @#a, usualmente presentan pocos problemasde soldadura, tales como$

Aaa resistencia en el metal de la soldadura, asociado comnmente con un altocontenido de nitr!eno !racias al uso de un arco demasiado lar!o.

De usarse consumibles baos en hidr!eno, el a!rietamiento por hidr!eno constituye

rara vez un problemaU pero si aparece, debe estar asociado a la soldadura de lminasmuy pesadas. l a!rietamiento por solidificacin podr&a ocurrir bao circunstancias muy especiales,

pero por lo !eneral no deber&a representar un problema. La tenacidad en soldaduras de alta disolucin, a veces podr&a ser baa, por la

e*istencia de incompatibilidad entre el metal base y el consumible.

La soldadura de los aceros con resistencia a la fluencia en el ran!o 8997B99 @#aconstituye un campo menos conocido. No obstante disponemos hoy de e*celentesconsumibles para la soldadura de tales materiales. n !eneral estos consumiblespertenecen al sistema )7@n7)r7Ni7@o. La soldadura requiere mayores precauciones slo

con los aceros de K99 @#a o superiores, en cuyo caso sur!en dos problemas$Pr!#ero: allar un consumible adecuado que ten!a una resistencia superior al acero y

que a la vez ten!a una buena tenacidad frente a los impactos.

Seundo:#roblema de a!rietamiento por hidr!eno. ay que reducir el contenido dehidr!eno en los consumibles, atmsfera circundante, humedad del materialbase y contaminaciones con aceite en la placa y las superficies de unin.

+abla 6.7 )ontenido de hidr!eno de diferentes consumibles.

TIPO DE CONSUJILE CONTENIDO DE 5IDR3ENO1mlR699! de metal de soldadura4

COJENTARIOS

lectrodos recubiertosbsicos.

M Hml para tipos especiales

-lambres tubulares conncleo metlico.

\ M

-lambres tubulares, rutilo. \ 69 Gsualmente \ M

2luos de arco sumer!ido. \ M

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ALAJRE TUULAR:l uso de este consumible fue inferior al MS por mucho tiempo,pero durante los ltimos a:os, se ha incrementado hasta alcanzar casi un 69S y seespera que esta demanda contine incrementando rpidamente. La principal razn para elcrecimiento de estos consumibles 1alambres rellenos4 es el potencial que ofrece paralo!rar un incremento en la productividad 1/elocidad de soldadura4, una meora de lacalidad del metal depositado1Trans'eren!a Je%$l!a* Pene%ra!"n* For#a del Cord"n4,

y una mayor comodidad para el soldador 1Salp!aduras* 3ases, etc.4. Dentro de losalambres tubulares podemos diferenciar los si!uientes tipos.

04 -quellos destinados para la soldadura en posicin plana u horizontal conasistencia de )%3 con escasa ductilidad y tenacidad.

004 Los nuevos tipos para soldadura en posicin con asistencia de )%3, o mezclade !ases con buenas propiedades de ductilidad y tenacidad.

0004 Los alambres tubulares bsicos.0/4 Los que contienen en el relleno polvo metlico.

n la ltima dcada se han disminuido los dimetros de los electrodos tubulares,popularizndose el uso de electrodos de 6.I mm, 6.3 mm o menos de dimetro. sto trao

consi!o un aumento en los niveles de tenacidad en el metal depositado, comoconsecuencia fundamental la disminucin en el aporte trmico y posibilitar las soldadurasen posicin y en lminas del!adas. l uso de los alambres rellenos con polvo metlico hacrecido si!nificativamente en los ltimos tiempos. ste tipo de alambre no contieneprcticamente sustancia escorificantes 1soldaduras #ul%!pasadas4 y ha sido desarrolladopara ser utilizado con mezclas del tipo 9S-r 39S)% 3. 5on de alta penetracinreduciendo de este modo el ries!o de falta de fusin y presentan altos valores detenacidad. stos consumibles son particularmente tiles para la soldadura 'narro ap( yen sistemas de control automtico.-l mecanizar la operacin 1Ro(o%s )ue operan en'or#a on%!nua4 se traducir en una m*ima productividad ya que los cambios de bobina,las reparaciones y los rechazos se reducen si!nificativamente. l uso de alambres para

soldadura de unin por arco abierto, es decir sin proteccin !aseosa, tambin se haincrementado en los ltimos a:os y es previsible un desarrollo importante de stosconsumibles en el futuro. La ausencia de !as de proteccin hace que resultenparticularmente atractivos para la soldadura de campo. 5in embar!o, tambin su uso seva e*tendiendo en talleres de estructuras y calderer&as.

n la actualidad, su utilizacin esta limitada por su precio relativamente elevado frente aproductos mas convencionales. 5in embar!o, en la medida que dicho precio disminuya esposible que los ala#(res %u(ulares au%opro%e!dos se conviertan en una alternativaimportante frente a los alambres tubulares para soldadura con proteccin !aseosa. n elfuturo se espera que la soldadura de ensamblae y de equipo pesado, si!a utilizando

electrodos recubiertos. l uso de alambres tubulares se incrementar especialmente enuropa. Los alambres tubulares reemplazarn en cierto !rado a los electrodos recubiertosas& como a los alambres slidos. Los principales avances se vern en alambres tubularesy slidos, en particular en cone*in con la soldadura mecanizada. #ara los fabricantestcnicamente ms avanzados, se harn frecuentes, los #,%odos so'!s%!ados o#o lasoldadura l$ser. #ara aquellos que no puedan invertir la !ran cantidad de dinero 1paraadquirir un lser4, mtodos avanzados como la JI3 de aros e#elo 0 %ande#, basadosen fuentes de poder relativamente convencionales 1fi!ura 6I4, podr&an con pro!ramasavanzados, incrementar la productividad. 5in embar!o la mayor&a de los fabricantes son

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peque:as y medianas empresas, en consecuencia los #,%odos onen!onales desoldadura seu!r$n s!endo e#pleados. Lue!o, la productividad se obtendr deconsumibles ms eficientes.

2i!ura 6I.7 5oldadura @0; con arcos !emelos 2i!ura 6M.7 5oldadura @0; con arcos tandem

DESARROLLOS EN ACEROS RESISTENTES A ALTAS TEJPERATURASLos -ceros al Cro#o-Jol!(deno son utilizados para aplicaciones a alta temperatura1superiores a I99 X)4 dentro de la industria petroqu&mica o la industria de !eneracin deener!&a. Los aceros al )r7@o ms comunes son$ 1*2;Cr-=*;Jo 2*2;Cr-1Jo, siendo lam*ima temperatura operativa de MKM X) y capacidad de car!a de 3HM a HMM @#a. lacero 3,3M)r76@o puede ser modificado, incrementando el contenido de cromo, ya:adiendo vanadio, de manera que la composicin t&pica sea KCr-1Jo. l vanadioincrementa la res!s%en!a del aero a al%a %e#pera%ura, pero incrementa el ries!o dea!rietamiento en la -P.#ara aplicaciones mse*i!entes, se utilizan aceros con un mayor

contenido de aleantes 12Cr-1Jo. 5in embar!o, en a:os recientes se ha tenido mayorinters en el aceros GCr-1Jo, con buenas caracter&sticas a altas temperaturas,similares al anterior, pero con propiedades de soldadura muy superiores. Lasmodificaciones que han !enerado el acero B)r76@o, radica principalmente en la adicindeanad!o* n!o(!o 0 n!%r"eno. ste acero 1modificado4 ha encontrado una cantidad deaplicaciones, principalmente en forma de tuber&as. ay su!erencias para nuevascomposiciones de aceros, como el GCr-2Jo, o para el reemplazo del molibdeno portun!steno, con miras a meorar las propiedades frente a la fluencia lenta. stos desarrollosrequerirn de mayores avances en los metales de soldadura. 5e espera que si continaincrementndose el uso de los aceros del tipoGCr, en la industria petroqu&mica sta seruna de las reas ms intensas e interesantes en el desarrollo de materiales en los

pr*imos a:os. #ara muchos de los aceros al Cr-Jo, la solda(!l!dadest limitada y sedeteriora a medida que aumenta el contenido de aleantes. 5e requiere un cierto !rado deprealen%a#!en%oy de los %ra%a#!en%os %,r#!os pos%soldadura. #ara todos los acerosal Cr-Jo, e*isten onsu#!(les con propiedades compatibles y usualmente con qu&micamuy similar para todos los procesos comunes. 5in embar!o, el acero 12Cr-1Joes unae*cepcin, esta aleacin no es soldable mediante mtodos de alta productividad. Losconsumibles para soldar los aceros modificados de GCr-1Jose encuentran en etapa dedesarrollo. La unin soldada es tratada trmicamente 1Reo!do4 despus de la soldadurapara meorar la tenacidad y reducir las tensiones residuales que !eneran los carburos.

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DESARROLLOS EN LOS ACEROS INOIDALESstos materiales han sido hasta ahora, y lo se!uirn siendo en el futro, un insumo bsicopara la industria qu&mica, petroqu&mica y alimenticia, etc. +ambin en el sector de ener!&alos aceros ino*idables ue!an un rol prota!nico como materiales estructurales encomponentes cr&ticos. *isten en particular dos !rupos de aceros ino*idables para los quese espera un incremento importante. stos son los aceros -usten&ticos72err&ticos 8aeros

!noQ!da(les dVpleQ 0 superdupleQ9, que tienen buena resistencia mecnica y presentanuna e*celente resistencia a la corrosin por picado y a la corrosin bao tensiones, y losdenominados superaus%en/%!os, que con contenidos elevados de )r y Ni, son aptos paraservicio a elevadas temperaturas, en medios fuertemente a!resivos, tanto o*idantes comoreductores y en aplicaciones crio!nicas.

Los aeros !noQ!da(les DVpleQ0 SuperdupleQson aleaciones de base hierro, con altocontenido de cromo 16B738S)r4, bao carbono 19,9HS)4, aleadas con n&quel 1I78SNi4, 197M S@o4, y con un contenido de nitr!eno que var&a entre 19.6 y 9.HSN4.

Los aeros !noQ!da(les superaus%en/%!os tienen composiciones que var&an entre

16S)r76KSNi4 con 1H7IS4 @o, hasta 3MS)r73MSNi con adiciones de )r, Nb y N. -mbosson hoy obeto de intensos pro!ramas de investi!acin y desarrollo. n los ltimos dieza:os se han desarrollado diversos electrodos para la soldadura de estos materiales y esprevisible que suran otros productos en los pr*imos a:os, particularmente para losino*idables endurecidos con nitr!eno y para aquellos destinados a servicio encondiciones crio!nicas e*tremas en las que es necesario mantener valores de tenacidada esas temperaturas. Gn campo en el que se producirn sin duda avances es en el de laprediccin de ferrita y de otras fases en el metal depositado, basada en la composicinqu&mica y en el ciclo trmico de la soldadura.

Olson 0 S!eer%, en una proyeccin sobre el futuro desarrollo de los consumibles parasoldadura, prevn un avance importante en el conocimiento de la f&sica del arco y de laqu&mica de los fundentes y anticipan la aparicin de nuevos consumibles de baohidr!eno para la soldadura en posicin y en vertical descendente en la forma deelectrodos revestidos y como alambres tubulares.

La Soldadura de los Aeros InoQ!da(les: st establecida y e*isten en el mercado unran!o e*tenso de consumibles disponible y apropiados para todos los procesos comunesde soldadura, los problemas ms importantes que podemos encontrar son$ la!rietamiento en caliente y la precipitacin de fases intermetlicas. - fin de evitar esto,debe utilizarse un bao suministro de calor y una baa temperatura de interpase,restrin!iendo la dilucin.

Los Consu#!(les de los Aeros InoQ!da(les:5on a base de n&quel y el tipo ms comnes Ni736)r7B@o7HNb, y recientemente Ni73H)r76K@o. l mtodo ms popular para soldaraceros ino*idables es manualmente mediante soldadura manual con arco elctrico,se!uido de @0; utilizando alambres slidos. 5in embar!o, al utilizar alambres slidose*iste un mayor ries!o de defectos de soldadura 1como falta de fusin4. Los alambres conncleo, recientemente desarrollados para muchos de los !rados comunes de aceroino*idable, meoran si!nificativamente esta situacin y aumentan la productividad en unH9S, as& como reducen las salpicaduras si!nificativamente.

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DESARROLLO EN ALUJINIOLas en%aas del aluminio como metal de in!enier&a son las si!uientes$ s un materialliviano comparativamente fuerte y con buenas propiedades frente a la corrosin, adems,es ecol!ico en el aspecto de que es reciclableU pero tambin tiene desen%aas talescomo la baa ri!idez y el alto coeficiente de e*pansin trmica que produce problemasdurante la soldadura y conformado. stas desventaas en combinacin con otros factores

como la prdida de resistencia en la 5AHdurante la soldadura, hacen que el dise:o y lafabricacin en aluminio sean diferentes que para el acero. l aluminio est encontrando unuso ms e*tenso en muchas de las reas de estructuras. Los nuevos transbordadores dealta velocidad son buenos eemplos de la manera como los aluminios estn siendoempleados para obtener una reduccin de peso a fin de lo!rar una mayor velocidad o unamayor capacidad de car!a. oy en d&a encontramos que los principales problemastcnicos al soldar aluminio son$

3r!e%as de sol!d!'!a!"n en el #e%al de soldadura. 3r!e%as de l!ue'a!"n en la 5AH. For#a!"n de poros. Redu!"n de la res!s%en!a en la 5AH.

5e piensa que tanto las !rietas de solidificacin como las de licuefaccin se debenprincipalmente a la ocurrencia de fases intermetlicas con una baa temperatura de fusinen los l&mites de !rano. Las aleaciones endurecibles que tienen un !ran ran!o desolidificacin son susceptibles de a!rietarse. sto si!nifica que las aleaciones a las quese ha a!re!ado cobre, zinc o plomo son las ms susceptibles. n las aleacionesendurecibles 1Al-J-S!4, las !rietas de solidificacin y de licuefaccin pueden evitarseutilizando consumibles aleados con silicio. #robablemente, debido a que la temperaturade solidificacin del metal de soldadura es inferior a la del metal base. n las aleacionesde aluminio endurecibles 1solu!"n s"l!da4, aleadas principalmente con ma!nesio, las

ms susceptibles a a!rietarse son aquellas con menor contenido de este elemento. 5inembar!o, muchas aleaciones, en particular las no endurecibles tienen buenaspropiedades de soldadura. Los poros en las soldaduras de alu#!n!oson nor#al#en%eausados por el @!dr"eno proen!en%e de la @u#edad . -l ocurrir la solidificacin delmetal de soldadura hay una !ran sobresaturacin de hidr!eno que se precipita en formade poros. - fin de evitar o reducir su formacin debe reducirse al m&nimo el contenido dehidr!eno, controlando todas las fuentes de hidr!eno tales como 1!as protector, el metalbase y los consumibles4. Gn mayor calor aportado es otra forma de meorar la situacin,debido a que le da ms tiempo al hidr!eno de abandonar el depsito fundido. 5inembar!o, an tomando las medidas es dif&cil eliminar por completo la formacin de poros.%tras medidas puede ser ubicar las soldaduras en reas de bao esfuerzo o aumentar

localmente el espesor del material.

EL ALUJINIO ES SOLDALE casi e*clusivamente usando JI3 o TI3. ay una !ranvariedad de consumibles para soldar aluminio, ya sea puro o en aleaciones endurecidaspor solucin slida. Los alambres de soldadura son aleados principalmente con ma!nesioy en al!unos casos con silicio. La adicin de titanio o circonio, para actuar comorefinadores de !rano, tambin es comn. l campo de la soldadura de alea!ones no'errosas sufrir se!uramente un incremento en su importancia relativa comoconsecuencia de un aumento en la utilizacin de dichas aleaciones, particularmente en

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las aplicaciones es%ru%urales dealu#!n!o.n los ltimos a:os se viene observando unincremento a nivel mundial del uso de las aleaciones de aluminio de los tipos no%er#o%ra%a(les 1Al-J-Jn9 y %er#o%ra%a(les 8Al-Hn-J9* 8Al-J-S!9 0 8Al-J-S!-Cu9para uso estructural fundamentalmente en equipos de transporte. +enemos hoy camionestanque y veh&culos para transporte de pasaeros totalmente construidos con estosmateriales, con el consi!uiente ahorro en peso y combustible. l desarrollo de las nuevas

aleaciones Al-L! tambin abre otras posibilidades para estos materiales y dispondremossin duda de nuevos consumibles para su soldadura.

CALIDAD Y PRODUCTI7IDADGn anlisis de la situacin actual en el campo de la produccin industrial nos su!iere quelos cambios ms importantes en los pr*imos a:os se darn con se!uridad en el campode la Produ%!!dad 0 la Cal!dad. sta ser sin duda una consecuencia directa de laapertura de los mercados y del incremento del comercio internacional que obli!ar a laindustria de los distintos pa&ses a alcanzar niveles de competitividad acordes con losrequerimientos del momento. La adopcin de las Nor#as ISO G=== por parte de lasempresas para confi!urar sus sistemas de 3aran%/a de Cal!dadser cada vez mayor. La

adopcin de estas normas no !arantiza un incremento de la productividad de lasempresas pero implica elementos que en ltima instancia conducen a tal resultado. ntreestos elementos se destaca en primer lu!ar la necesidad de contar en todos los nivelescon personal calificado. n este sentido, Arasil, -r!entina, @*ico y /enezuela handesarrollado, en poco tiempo, un conunto de normas 1 Indus%r!a de las Cons%ru!onesSoldadas9*que les !eneran ventaas competitivas en dicho campo frente a otros pa&sesdel rea.

CONCLUSIONESLas ms importantes tendencias en lo que ata:e al desarrollo de materiales y que a la vezrepresentan un reto al desarrollo de consumibles para la soldadura son$ Gna meorada productividad para los aceros comnmente utilizados. Gn incremento en el uso de aceros con propiedades meoradas.

Para los onsu#!(les* los desarrollos 'u%uros se en'oar$n en: -lambres tubulares para aceros ino*idables y estructurales. Nuevos consumibles con meoradas propiedades a alta temperatura. Nuevos consumibles con meoradas propiedades frente a la corrosin. Nuevos consumibles con un reducido contenido de hidr!eno.

Con respe%o al proeso* se an%!!pan las s!u!en%es %enden!as:

5istemas de alta productividad. @eores pro!ramas para el control de los procesos. @s consumibles para procesos automatizados.

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1.12.- EL INSPECTOR DE SOLDADURA

I.- El Inspe%or de Soldadura u, @aeZ 0nspeccin /isual 1-5@ /, -rt. B4 )ertifica

)alifica 0ndica #autas de #revencin de ies!os /erifica #lanos

II.- Responsa(!l!dades del Inspe%or de Soldadura

Seu!#!en%o de la Soldadura @apa de 5oldaduras Nmero de Gniones 5oldadas @aterial spesorRdimetro

#orcentae de echazoSeu!#!en%o de los Soldadores an!o de )alificacin

#osicin R spesorRDimetro Nmero de Gniones 5oldadas #orcentae de echazo

Inspe!"n on END 0nspeccin adio!rfica 0nspeccin por Gltrasonido 0nspeccin por #art&culas @a!netizables

0nspeccin por L&quidos #enetrantes

Con%rol de Tra%a#!en%os T,r#!os Gbicacin de +ermocuplas )ontrol de carta de +emperatura vs. +iempo

Jan%ener Es%re@o Con%a%o on el Super!sor #ro!ramar en )onunto la 0nspeccin de )ontrol 0nterno 0nspeccionar en )onunto -lmacenes de )onsumibles

III.- Cono!#!en%os del Inspe%or de Soldadura

Funda#en%os de la Je%alur!a de la Soldadura )onocimientos de +ecnolo!&a de los @ateriales 5eleccin de @ateriales 2errosos y No 2errosos #ropiedades @ecnicas de los @ateriales )onocimientos de Dia!ramas$ 2e7), +++, ))+ y Dia!ramas de 2ases )onocimiento de structuras de Gniones 5oldadas de acuerdo a l0J 5oldabilidad de los @etales -spectos +rmicos en la 5oldadura )ontrol de la Deformacin

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Proesos de Soldadura

-rco @anual SJA @0; 3JA +0; 3TA -rco 5umer!ido SA

#lasma PA lectro scoria ES 5oldadura %*iacetilnica OA 5oldadura de sprra!os S

Con%rol de Ja%er!ales )ontrol de @aterias #rimas. 1-5+@ V - IH3R- IHH4 )ontrol de ;ases. )aracter&sticas de quipos )lasificacin de las @quinas 5oldadoras de -cuerdo a 1J76U -N50 ) 8.64

D!seo de Un!ones Soldadas

5imbolo!&a de 5oldadura -N50R-J5 - 3I Dise:o de Gniones 5oldadas 2actores de Dise:o de )onstrucciones 5oldadas Dise:o de )onversiones de )onstrucciones 5oldadas Discontinuidad en 5oldaduras

C"d!os -#0 669I +uber&as e 0nstalaciones de #roductos -#0 KM9 )onstruccin de stanques de -lmacenamiento de #roductos -#0 3K9 )onstruccin de stanques de Aaa #resin -5@ 0 5oldadura de ecipientes a #resin

-5@ A H6.6 #lanta, L&neas a -lta #resin -5@ A H6.H #lantas =9 +raccin Doblez

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Dureza +enacidad

NORJAS Y ESPECIFICACIONES

ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIJIENTO DE SOLDADURA. 8PS9Gniones. 1


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CDI3O DE MTICA

CODI3O DE ETICA EI3ILES AL INSPECTOR DE SOLDADURADebemos admitir que nin!n mate

capÍtulo 1.- introducción a la soldadura y sus procesos (1-45)

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