DIFERENTES TIPOS DE SOLDADURA

Dependiendo de la técnica utilizada, y el equipamiento que se necesita, podemos definir diferentes métodos de soldadura que explicaremos a continuación.

Soldadura por arco.Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales.

El proceso varía de acuerdo a la fuente de energía utilizada, el tipo de electrodos, y la utilización o no de un gas u otro material que altere la interacción de los componentes con atmósfera.

SMAW (Shielded Metal Arc Welding): En castellano se la conoce por las siglas MMA (Soldadura Manual de Arco Metálico), o soldadura de electrodo. En este proceso se utilizan electrodos de acero revestidos con un material fundente que, con el calor de la soldadura, produce CO2. Este gas actúa como un escudo contra el oxígeno de la atmósfera, previniendo la oxidación y otros tipos de contaminación del metal. El núcleo de acero del electrodo, al fundirse, une las piezas y rellena los espacios. Es una técnica sencilla de aprender y los equipos que requiere son baratos y fáciles de conseguir.

GMAW (Gas Metal Arc Welding): En castellano, soldadura de gas de arco metálico, o de gas de metal inerte (MIG), es una técnica parecida a la anterior, pero que usa un electrodo que no se consume y un gas inerte, que se suministra a parte, y que sirve como blindado. Es una técnica también sencilla de aprender, pero que requiere un equipo algo más sofisticado. Al requerir la aplicación de un gas, no es muy adecuada para trabajos al aire libre.

FCAW (Flux Cored Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco de Núcleo Fundente. Es una técnica mucho más rápida que la anterior, aunque más susceptible a imperfecciones. En esta técnica, el electrodo de acero está relleno de un material en polvo que al quemarse produce un gas de blindaje y una capa de escoria que protege la soldadura. Es un proceso semiautomático, pero que se

puede automatizar con las herramientas adecuadas. Por otro lado, esta técnica también se puede combinar con el suministro de un gas de blindaje aparte para lograr mejores resultados.

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco de Gas de Tungsteno, o de Gas Inerte de Tungsteno (TIG). En este proceso, el electrodo es de tungsteno y no se consume, y se utilizan gases inertes o semi-inertes como blindado. Es un proceso lento y preciso, que requiere de mucha técnica, pero que permite unir metales finos y realizar trabajos delicados. Este tipo de soldaduras se utiliza extensamente en la fabricación de bicicletas.

SAW (Sumerged Arc Welding): En castellano, Soldadura de Arco Sumergido. En esta técnica, se utiliza un material protector granulado que se aplica como un flujo constante sobre el arco, ocultando la luz y el humo que genera el proceso. El material protector aísla la soldadura de la contaminación atmosférica, genera una escoria que protege la soldadura y puede contribuir a la formación de aleaciones. Además, el mismo puede ser reutilizado. Este proceso se utiliza a escala industrial.

NORMA Oficial Mexicana NOM-027-STPS-2000, Soldadura y corte-Condiciones de seguridad e higiene.  1. Objetivo  Establecer las condiciones mínimas de seguridad e higiene en las actividades de soldadura y corte, para prevenir daños a los trabajadores y al centro de trabajo.

  2. Campo de aplicación  Esta Norma rige en todo el territorio nacional y aplica en todos los centros de trabajo donde se realicen actividades de soldadura y corte.

  3. Referencias  Para la correcta interpretación de esta Norma deben consultarse las siguientes normas oficiales mexicanas vigentes:

  NOM-002-STPS-2000, Condiciones de seguridad-Prevención, protección y combate de incendios en los centros de trabajo.

  NOM-010-STPS-1999, Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral.

  NOM-017-STPS-1993, Relativa al equipo de protección personal para los trabajadores en los centros de trabajo.

  NOM-026-STPS-1998, Colores y señales de seguridad e higiene, e identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías.

  NOM-001-SEDE-1999, Instalaciones eléctricas (utilización).

  4. Definiciones  Para efectos de esta Norma se establecen las definiciones siguientes:

a) área de trabajo: es el lugar específico en donde se llevan a cabo las actividades de soldadura y corte.

b) atmósfera explosiva: es la concentración ambiental de las sustancias químicas peligrosas, que se encuentra entre los límites inferior y superior de inflamabilidad.

c) atmósfera no respirable: es el medio ambiente laboral con deficiencia o exceso de oxígeno, esto es, con menos de 19.5% o más de 23.5% de oxígeno en la atmósfera del ambiente laboral.

d) autoridad del trabajo; autoridad laboral: las unidades administrativas competentes de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social, que realicen funciones de inspección en materia de seguridad e higiene en el trabajo, y las correspondientes de las entidades federativas y del Distrito Federal, que actúen en auxilio de aquéllas.

e) autorización: es el acto mediante el cual el patrón, o una persona designada por éste, permite por escrito que un trabajador capacitado realice trabajos de

soldadura y corte, en un área no designada específicamente para la realización de estas actividades.

f) careta de protección: es el equipo de protección personal usado en las actividades de soldadura o corte, que sirve para proteger los ojos, la cara y el cuello del trabajador contra la radiación ultravioleta, infrarroja y visible, y de quemaduras por salpicaduras de cualquier material que sea expulsado al soldar o cortar.

g) caseta de soldar: es un recinto destinado a realizar actividades de soldadura y corte, que permite proteger a terceros de quemaduras y radiación.

h) cilindro: es un contenedor portátil cilíndrico que se usa para transportar y almacenar gases comprimidos utilizados en las actividades de soldadura y corte.

i) corte: es la actividad por medio de la cual se separa un material metálico, al fundir un área específica, por medio del calor del arco que se establece entre el electrodo y el material base, o por la reacción química del oxígeno y el gas combustible con el metal base.

j) escoria: es un material sólido no metálico proveniente del revestimiento del electrodo o de algún material extraño, que queda atrapado en el metal de la soldadura o entre éste y el metal base, al momento de soldar o cortar por cualquier proceso de soldadura.

k) espacio confinado: es un lugar lo suficientemente amplio, con ventilación natural deficiente, configurado de tal manera que una persona puede en su interior desempeñar una tarea asignada, que tiene medios limitados o restringidos para su acceso o salida, que no está diseñado para ser ocupado por una persona en forma continua y en el cual se realizan trabajos específicos ocasionalmente.

l) fuente de ignición: es cualquier chispa, escoria o material con características tales que puedan, en combinación con cantidades adecuadas de comburente o combustible, ser factor de riesgo de incendio o explosión.

m) gases combustibles: son gases que generalmente en combinación con el oxígeno, son usados para el proceso de soldadura o corte. Algunos de ellos son: el acetileno, el gas natural, el hidrógeno, el propano, el propadieno-metilacetileno estabilizado, y otros combustibles sintéticos e hidrocarburos.

n) mampara: es un cancel o biombo portátil, que sirve para proteger de radiaciones, chispas o material incandescente a terceros, en las actividades de soldadura y corte.

o) material base: es aquel material que va a ser soldado o cortado por cualquier proceso de soldadura o corte.

p) material resistente al fuego: es todo aquel material que no es combustible y que sujeto a la acción del fuego, no arde ni genera humos o vapores tóxicos, ni falla mecánicamente por un periodo de al menos dos horas, según los esfuerzos a los que es sometido.

q) radiación ultravioleta: es una forma de radiación electromagnética de longitud de onda más corta que la de la luz visible (desde de 1 nm hasta 400 nm), producida por las actividades de soldadura y corte, cuyo poder de penetración por un tiempo prolongado, ocasiona lesiones irreversibles a la retina y excita la producción de melanina protectora de las capas de la piel.

r) riesgo potencial: es la posibilidad de que durante la actividad de soldadura o corte, el equipo para soldar o cortar, o la mala utilización por el operador, cause lesiones a los trabajadores, a terceros o al centro de trabajo.

s) soldadura: es la coalescencia localizada de metales, producida por el calentamiento de los materiales metálicos a una temperatura apropiada, con o sin aplicación de presión y con o sin empleo de material de aporte para la unión.

  6. Obligaciones de los trabajadores  6.1 Participar en la capacitación proporcionada por el patrón.

  6.2 Desarrollar sus actividades de acuerdo a los procedimientos contenidos en el programa específico de seguridad e higiene, y a las condiciones de seguridad e higiene establecidas en esta Norma.

  6.3 Utilizar el equipo de protección personal de acuerdo a las instrucciones de uso y mantenimiento proporcionadas por el patrón.

  6.4 Realizar las actividades de soldadura y corte únicamente cuando cuente con la capacitación y autorización correspondiente.

  6.5 Someterse a los exámenes médicos que correspondan según la actividad que desempeñen y que el patrón indique.

PARTES DE UNA MÁQUINA DE SOLDAR DE ARCO ELÉCTRICO

TIPOS DE ELECTRODOS

Electrodos para soldadura por arcoLas características mecánicas de los aceros están definidas en gran medida del tipo de aleación incorporada durante su fabricación. Por tanto, los electrodos empleados para soldadura se deberán seleccionar en función de las características del acero que se vaya a soldar.

Estas características de los electrodos existentes en el mercado son atribuidas al revestimiento que cubre al alambre del electrodo. Este alambre suele ser del mismo tipo, acero al carbón AISI 1010 que tiene un % de carbono de 0.08-0.12C% para la serie de electrodos más comunes.

Tipos de electrodos para aceros al carbonoLa especificación AWS A5.1, para los electrodos de soldadura en aceros al carbono, vamos a explicar sus nomenclaturas.

E XXYZ – 1 HZR

E, nos dice que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual.

XX, son dos números que indican la mínima resistencia a la tracción (esfuerzo cuando se tira de polos opuestos), sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes:

E 60XX quiere decir que tiene una resistencia de 60 libras por pulgada cuadrada o lo que es lo mismo 42,2 kg/mm2 (milímetros al cuadrado).

 E 70XX quiere decir que tiene una resistencia de 70 libras por pulgada cuadrada o lo que es lo mismo 49,2 kg/mm2 (milímetros al cuadrado).

 E100XX quiere decir que tiene una resistencia de 100 libras por pulgada cuadrada o lo que es lo mismo 70,3 kg/mm2 (milímetros al cuadrado).

 Y. El tercer número nos dice la posición en la que se puede soldar con el electrodo que tenemos en ese momento. Suponiendo que sea 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es válido para soldar en todas las posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 es para posiciones planas y horizontal.

Mi recomendación. Elegir un electrodo que sea válido para todas las posiciones aunque habitualmente intentaremos soldar en posición plana.

Z, el último número, nos indica el tipo de corriente eléctrica y polaridad como mejor trabaja el electrodo, y nos indica el tipo de revestimiento.

 Clasificación de electrodos para aceros de baja aleaciónLa especificación AWS A5.5. Que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos para designación que aparecen después del guión opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.),

Clasificación de electrodos para aceros inoxidablesLa especificación AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Al igual que en los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos también es numérico.

Conviene resaltar que los aceros inoxidables sean identificados como indica la norma AISI.

La especificación AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos:

E XXX-YZ

E, nos dice que se trata de un electrodo para soldadura por arco.

XXX, indica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable.

Y, el penúltimo número indica la posición en que puede utilizarse. El “1” indica que el electrodo es apto para todas las posiciones.

Z, el último número (5 y 6) señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse, de la siguiente forma:

5, tiene un revestimiento alcalino que debe utilizarse únicamente con corriente continua y polaridad inversa (el cable del porta-electrodo o pinza al polo positivo)

6, tiene un revestimiento de titanio, que podrá emplearse con corriente alterna o corriente continua. Cuando se utilice con corriente continua ésta debe ser con polaridad inversa (el cable del porta-electrodo o pinza al polo positivo).

Otros tipos de electrodos

Electrodos para metales no ferrosos Electrodos para arco sumergido Electrodos para soldaduras al arco con gas

POSICIONES DE SOLDADURA

Las posiciones de soldadura, se refieren exclusivamente  a la posición del eje de la soldadura en los diferentes planos a soldar. Básicamente son cuatro las posiciones de soldar y todas exigen un conocimiento y dominio perfecto del soldador para la ejecución de una unión soldadura.

 

En la ejecución del cordón de soldadura eléctrica, aparecen piezas que no pueden ser colocadas en posición cómoda. Según el plano de referencia fueron establecidas las cuatro posiciones siguientes:

1)    POSICIÓN  PLANA O DE NIVEL

2)    POSICIÓN HORIZONTAL

3)    POSICIÓN VERTICAL

4)    POSICIÓN SOBRE CABEZA

POSICIÓN PLANA O DE NIVEL: Es aquella en que la pieza recibe la soldadura colocada en posición plana a nivel. El material adicional viene del electrodo que está con la punta para abajo, depositando el material en ese sentido.

POSICIÓN HORIZONTAL: Es aquella en que las aristas o cara de la pieza a soldar está colocada en posición horizontal sobre un plano vertical. El eje de la soldadura se extiende horizontalmente.

POSICIÓN VERTICAL: Es aquella en que la arista o eje de la zona a soldar recibe la soldadura en posición vertical, el electrodo se coloca aproximadamente horizontal y perpendicular al eje de la soldadura.

POSICIÓN SOBRE LA CABEZA: La pieza colocada a una altura superior a la de la cabeza del soldador, recibe la soldadura por su parte inferior. El electrodo se ubica con el extremo apuntando hacia arriba verticalmente. Esta posición es inversa a la posición plana o de nivel.

SÍMBOLOS DE SOLDADURA

A continuación se exponen algunos ejemplos de cómo representar los símbolos de soldadura para cada caso, y de cómo ubicar las dimensiones en dichos símbolos:

- Longitud y separación en el caso de soldaduras discontinuas:

 - Longitud y separación en el caso de soldaduras discontinuas opuestas:

  - Longitud y separación en el caso de soldaduras discontinuas alternadas:

- Soldadura combinada continua y discontinua:

 - Soldadura a tope sin chaflán en el lado próximo a la flecha:

 - Soldadura a tope sin chaflán en el lado opuesto a la flecha:

 - Soldadura a tope sin chaflán a ambos lados de la flecha:

 - Soldadura en ángulo continua:

 

 - Longitud de una soldadura en ángulo:

 - Dimensiones de una soldadura en ángulo de un solo cordón:

 - Dimensiones de dos cordones iguales de una soldadura en ángulo:

 - Dimensiones del cordón de lados desiguales en una soldadura en ángulo:

- Soldadura combinada continua y discontinua (lados opuestos de junta):

 - Soldadura a tope con chaflán en el lado próximo a la flecha:

 - Soldadura a tope sin chaflán del lado opuesto a la flecha:

 - Soldadura a tope con chaflán a ambos lados de la flecha:

 - Símbolo de contorno de la cara a ras en el lado próximo a la flecha:

 - Símbolo para el contorno de la cara a ras en el lado opuesto de la flecha:

 - Símbolo para el contorno convexo de la cara de ambos lados de la flecha: