guia nº1 soldadura

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GUIA 1.SOLDADURA ELECTRICA

1. Definición: La AWS (American Welding Society) define una soldadura como una coalescencia localizada de metal, en donde esa conglutinación se produce por el calentamiento a temperaturas adecuadas, con o sin la aplicación de presión y con o sin la utilización de metal de aporte. (Fuente: AWS; Welding Handbaok (seis volúmenes)) 1.1. Generalidades En la Soldadura el METAL DE APORTE sólo se puede emplear, si éste y el metal base son compatibles (en términos de la estructura cristalina) y si existe un contacto átomo a átomo (que sólo es posible si las superficies están limpias y libres de material extraño). Si los METALES BASE no son compatibles, es necesario emplear un proceso en el cual no se fundan (como la soldadura fuerte) o un metal de aporte que sea diferente a los de base, pero que se fusione con ellos. Siempre que se funde el metal base, se tiene una mezcla de los metales base y de aporte. También es posible que se produzca un efecto calorífico en la estructura o propiedades del metal base próxima a la soldadura. El metal base alterado de esta manera se llama zona alterada por el calor (HAZ, heat-affectedzone). A veces, el metal base contiene impurezas que entran en la soldadura o son alteradas en forma adversa por el proceso. El metal de aporte puede tener un punto de fusión aproximadamente igual a los de los metales base (corno en la soldadura con arco o con gas) o puede ser más bajo, pero siempre superior a 840°F (450°C) (como en la soldadura fuerte) (Fuente: Manual del Ingeniero Mecánico Tomo II) Soldadura es la unión de piezas metálicas, con o sin material de aporte, utilizando cualquiera de los siguientes procedimientos generales: a) Aplicando presión exclusivamente. b) Calentando los materiales a una temperatura determinada, con o sin aplicación de presión. Se denomina "MATERIAL BASE" a las piezas por unir y "MATERIAL DE APORTE" al material con que se va a soldar. El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal depende de las propiedades físicas de los metales, de la utilización a la que está destinada la pieza y de las instalaciones disponibles.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”

PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA AREA DE TECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE MECANICA Y TECNOLOGÍA DE LA PRODUCCION UNIDAD CURRICULAR: TECNOLOGÍA MECANICA II

PROF: ING. ANA CRISTINA CHIRINOS M

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Existen diversos procesos de soldadura, los que difieren en el modo en que se aplica la energía para la unión. Así hay métodos en los que se calientan las piezas de metal hasta que se funden y se unen entre sí o que se calientan a una temperatura inferior a su punto de fusión y se unen o ligan con un metal fundido como relleno. Otro método es calentarlas hasta que se ablanden lo suficiente para poder unirlas por martilleo; algunos procesos requieren sólo presión para la unión, otros requieren de un metal de aporte y energía térmica que derrita a dicho metal; etc. 1.2 IMPORTANCIA La soldadura está relacionada con casi todas las actividades industriales, además de ser una importante industria en sí misma. Gracias al desarrollo de nuevas técnicas durante la primera mitad del siglo XX, la soldadura sustituyó al atornillado y al remachado en la construcción de muchas estructuras, como puentes, edificios y barcos. La soldadura Ofrece muchas ventajas, entre ellas se encuentran:

• Estanqueidad. • Resistencia Mecánica (resistencia a la flexión, cortadura, fatiga, al

impacto, torsión) • Resistencia a la corrosión. • Escaso volumen que ocupa, además en las uniones a tope permite

disposición firme de los metales a determinadas condiciones y máxima economía.

1.3 APLICACIONES DE LA SOLDADURA

• Es una técnica fundamental en la industria del motor, en la aeroespacial, en la fabricación de maquinaria y en la de cualquier producto hecho con metales

• Todas las estructuras metálicas de edificios, puentes, etc. Así como otras grandes construcciones de acero: los chasis de vagones ferroviarios, locomotoras, calderas de vapor, entre otras aplicaciones.

• Edificios, puentes y embarcaciones. • Para minimizar ruidos de construcción. • Fabricación de electrodomésticos. • Como medio de fabricación. • Maquinarias y equipo agrícola, minas y explotaciones petrolíferas,

maquinas y herramientas, muebles, calderas, hornos y material ferroviario.

• Construcción naval. • Fabricación de calderas y recipientes a presión. • Material de transporte. • Oleoductos. Etc.

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1.4. TIPOS DE SOLDADURAS La tecnología y la ciencia de la soldadura han avanzado con tal rapidez en los últimos años, que sería casi imposible enumerar todos los métodos diferentes de soldadura que actualmente están en uso. A continuación se presentan los tipos de soldadura mas utilizadas:

• Soldadura blanda • Soldadura fuerte • Soldadura por forja • Soldadura con gas • Soldadura con resistencia • Soldadura por inducción • Soldadura aluminotérmica • Soldadura por vaciado • Soldadura por arco eléctrico

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO La soldadura con arco se define como un grupo de procesos de soldadura en los cuales se produce la coalescencia por calentamiento con uno o mis arcos eléctricos, con o sin la aplicación de presión y con o sin el empleo de metal de aporte. Los procesos más importantes son: soldadura con arco metálico protegido, soldadura con arco sumergido, soldadura con gas y arco de tungsteno, soldadura con gas y arco metílico y soldadura por puntos con arco. Hay otros procesos; algunos tienen ciertas variantes. En todos estos casos, se mantiene un arco entre un electrodo y la pieza de trabajo (o entre 2 electrodos) que forman las terminales de un circuito eléctrico. El que se emplee corriente continua o alterna, puede depender del proceso, el metal de aporte, el tipo de protección, el metal base u otros factores. En la figura Nº1 se muestra el equipo utilizado para la soldadura por arco eléctrico. Figura Nº1 Equipo utilizado para la soldadura por arco eléctrico.

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Seguridad en soldadura eléctrica Las operaciones de soldadura por arco eléctrico presentan una serie de peligros que es necesario tener en cuenta para evitar accidentes personales. Entre los mismos encontramos los de origen netamente eléctrico y los del tipo térmico, como los originados por soldar sin caretas o máscaras debidos a la gran emisión de radiación ultravioleta que dan lugar a quemaduras en la piel, queratosis de córneas, etcétera. Un detalle que hay que considerar es que los trabajadores que sueldan usando lentes de contacto se exponen a que la radiación seque la capa de lágrimas entre el ojo y la lente, produciendo una succión que puede dañar el ojo cuando se retiran las lentes. A continuación presentamos algunas recomendaciones generales de seguridad: -Verificar el buen estado de los cables, terminales o enchufes estén en buen estado antes de usarlos. -Tomar los recaudos necesarios para la conexión del neutro y la tierra (especial cuidado puesto que los errores en esta toma de tierra pueden ser graves). -Revisar los aislamientos de los cables eléctricos al comenzar cada tarea desechando todos aquellos que no están en perfecto estado. -Evitar que los cables descansen sobre objetos calientes, charcos, bordes afilados o cualquier otro elemento que pudiera dañarlos. -Evitar que pasen vehículos por encima, que sean golpeados o que las chispas de soldadura caigan sobre los cables. -Antes de realizar cualquier modificación en la maquina de soldar se debe cortar la corriente. -No dejar conectadas las maquinas de soldar en los momentos de suspensión momentánea de las tareas. -No trabajar en recintos que hayan contenido gases o líquidos inflamables, sin que previamente hayan sido debidamente ventilados. -En caso de utilizar electrodos que generen humos, poner en funcionamiento los aspiradores correspondientes, o en caso contrario, emplear equipos de protección respiratoria. Elementos de protección personal

- Pantalla de protección. - Caretas y protección ocular. - Guantes de cuero de manga larga. - Mandil de cuero. - Polainas de apertura rápida (pantalones por encima). - Protección de los pies de características aislantes. - Casco de seguridad.

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Recomendaciones: - No se realizarán trabajos de soldadura utilizando lentes de contacto. - Se comprobará que las caretas no estén deterioradas puesto que si así fuera no cumplirían su función. -Verificar que el cristal de las caretas sea el adecuado para la tarea que se va a realizar. - Para picar la escoria o cepillar la soldadura se protegerán los ojos. - Los ayudantes y aquellos que se encuentren a corta distancia de las soldaduras deberán usar gafas con cristales especiales. - Cuando sea posible se utilizarán pantallas o mamparas alrededor del puesto de soldadura. -Para colocar los electrodos se utilizaran siempre guantes, y se desconectará la maquina. -La pinza deberá estar lo suficientemente aislada y cuando este bajo tensión deberá tomarse con guantes. -Las pinzas no se depositarán sobre materiales conductores. ELECTRODOS Electrodos Los electrodos que se usan en los procesos de AW se clasifican como consumibles y no consumibles. Los electrodos consumibles contienen el metal de aporte en la soldadura con arco eléctrico; están disponibles en dos formas principales: varillas (también llamados bastones) y alambres. Las varillaspara soldadura normalmente tienen una longitud de 225 a 450 mm y un diámetro de 9.5 mm ó menos. El problema con las varillas de soldadura consumibles, al menos en las operaciones de producción, es que deben cambiarse en forma periódica, reduciendo el tiempo de arco eléctrico del soldador. El alambre para soldadura consumible tiene la ventaja de que puede alimentarse en forma continua al pozo de soldadura desde bobinas que contienen alambres en grandes cantidades, con esto se evitan las interrupciones frecuentes que ocurren cuando se usan las varillas para soldadura. Tanto en forma de varilla como de alambre, el arco eléctrico consume el electrodo durante el proceso de soldadura y éste se añade a la unión fundida como metal de relleno. Los electrodos de varilla se clasifican en base a las propiedades mecánicas del metal depositado, tipo de recubrimiento, posiciones en las que se puede emplear el electrodo y tipo de corriente y polaridad a emplear.

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SISTEMA DE CLASIFICACIÓN EMPLEADO PARA ELECTRODOS. Muchas veces se refiere a los electrodos por un nombre comercial del fabricante. Para asegurar algún grado de uniformidad en la fabricación de electrodos, la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) y la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) han establecido ciertos requerimientos para los electrodos. Por lo tanto, los electrodos de diferentes fabricantes dentro de la clasificación establecida por la AWS y la ASTM pueden esperarse que tengan las mismas características de soldar. De acuerdo con este sistema, la clasificación de un electrodo se designa con la letra "E" y con cuatro o cinco dígitos. La letra "E" significa electrodo, los dos o tres primeros dígitos indican la resistencia a la tracción del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada, el tercer o cuarto dígito indica las posiciones en las que debe emplearse el electrodo y el último dígito se relaciona con las características del recubrimiento, la escoria, con el tipo de corriente y a polaridad a emplear. De acuerdo con esto, los diferentes dígitos en los electrodos con clasificación: E 6 0 1 0 tiene el siguiente significado: E = Electrodo. 60 = Resistencia mínima a la tensión de 60,000 lb/pulg2 1 = Para ser empleado en todas las posiciones E XX1X = Cualquier Posición (De piso, horizontal, sobre cabeza y vertical) E XX2X = Horizontal y de piso solamente E XX3X = De piso solamente E XX4X = De piso, sobre cabeza, horizontal y vertical hacia abajo. 0 = Es un electrodo con recubrimiento de alto contenido de celulosa y con base de sodio y que debe emplearse con corriente directa y polaridad invertida. En algunas clasificaciones de electrodos existen adicionalmente dos digito (6) y (7) E–XXXX–X6X7 que identifican el tipo de elemento que resulta después de la soldadura, ejemplo E – 7018 – Mo E = Electrodo 70 = Resistencia mínima a la tensión de 70,000 lb/pulg2 1 = Cualquier posición, (de piso, horizontal, vertical y sobre cabeza) 8 = AC o DCEP Corriente Alterna o Corriente Directa con electrodo positivo"+" Mo = Molibdeno en el material después de depositado

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Figura Partes de un electrodo

Consideraciones para la selección de electrodos. La selección de electrodos para una aplicación específica, en términos generales, se basa en los siguientes factores: • Propiedades mecánicas del metal base a soldar • Composición química del metal base a soldar • Espesor y forma del metal base a soldar. • Especificaciones y condiciones de servicio de la estructura a fabricar. • Tratamiento térmico que se aplicará a la estructura a fabricar • Posiciones de soldadura posibles durante la fabricación • Tipo de corriente de soldadura y polaridad a emplear. • Diseño de la unión. • Eficiencia en la producción y condiciones de trabajo. • En el caso particular de los aceros de alta resistencia o los inoxidables,

la selección de electrodos generalmente está limitada a uno o dos electrodos diseñados específicamente para dar una composición química determinada en el metal depositado.

• En el caso de los aceros al carbono y de baja aleación, la selección de electrodos debe basarse, además de la composición química y resistencia mecánica del metal de soldadura, en otras características de los electrodos. Esto se debe a que para aceros al carbono y de baja aleación, hay varios tipos diferentes de electrodos que pueden proporcionar la misma composición química en el metal de soldadura. En este caso, el electrodo se selecciona para obtener la calidad deseada.

El electrodo revestido tiene una capa gruesa de varios elementos químicos tales como celulosa, dióxido de titanio, ferro manganeso, polvo de sílice, carbonato de calcio, y otros. Estos ingredientes son ligados con silicato de sodio. Cada una de las substancias en el revestimiento es intentado para servir, una función especifica en el proceso de soldadura. En general, sus objetivos primarios son los de facilitar el establecimiento del arco, estabilizar el arco, mejorar la apariencia y penetración de la soldadura, reducir salpicadura, y proteger el metal fundido contra oxidación o contaminación por la atmósfera alrededor.

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El metal fundido a medida que éste esté depositado durante el proceso de soldadura, está atraído a oxígeno y nitrógeno. Debido a que el flujo del arco toma lugar en una atmósfera que consiste en gran parte de estos dos elementos, la oxidación ocurre a medida que el metal pasa del electrodo al metal por soldar. Cuando esto sucede, la resistencia y ductibilidad de la soldadura se reducen así como su resistencia a corrosión. El revestimiento en el electrodo evita esta oxidación. A medida que se derrite el electrodo, el revestimiento pesado descarga un gas inerte alrededor del metal fundido, excluyendo la atmósfera de la soldadura. El residuo quemando del revestimiento forma una escoria sobre el metal depositado, reduciendo la velocidad de enfriamiento y produciendo una soldadura más dúctil. Algunos revestimientos incluyen hierro en polvo que se convierte en acero por el calor intenso del arco, y lo que fluye en el depósito de soldadura. Para Seleccionar El Electrodo Hay varios factores vitales para seleccionar un electrodo para soldar. La posición de soldar es especialmente significante. Como una regla práctica, nunca use un electrodo que tenga un diámetro más grande que el grosor del metal por soldar. Algunos operadores prefieren electrodos más grandes porque éstos permiten trabajo más grande porque éstos permiten trabajo más rápido a lo largo de la junta y así aceleran la soldadura, pero esto requiere mucha destreza. La posición y el tipo de la junta también son factores que deben considerarse al determinar el tamaño del electrodo. Por ejemplo, en una sección de metal gruesa con una "V" estrecha, un electrodo con diámetro pequeño siempre es utilizado para hacer el primer paso. Esto se hace para asegurar plena penetración en el fondo de la soldadura. Los paso siguientes entonces son hechos con electrodos más grandes. Para soldadura vertical y de sobre cabeza, un electrodo con diámetro de 0.2 mm es el más grande que se deberá utilizar, no obstante el grosor de la plancha. Los electrodos más grandes lo hacen demasiado difícil de controlar el metal depositado. Por economía, siempre use el electrodo más grande que sea práctico para el trabajo. Se requiere más o menos la mitad del tiempo para depositar una cantidad de metal de soldar de un electrodo revestido con acero suave con diámetro de 6.4 mm de lo que se requiere para hacerlo con un electrodo del mismo tipo con diámetro de 4.8 mm. Los tamaños más grandes no solo permiten el uso de corrientes más altas sino también requieren menos paradas para cambiar el electrodo. La velocidad de deposición y la preparación de la junta también son factores importantes que influyen la selección de electrodos. Los electrodos para soldar acero suave a veces son clasificados como del tipo

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de adhesión rápida, rellenar-adherir, y relleno rápido. Los electrodos de adhesión rápida producen un arco de penetración profunda y depósitos de adhesión rápida. Son llamados muchas veces electrodos de polaridad inversa, aunque algunos de estos pueden utilizarse con CA. Estos electrodos tienen poca escoria y producen cordones planos. Son ampliamente utilizados para soldadura en cualquier posición para ambos, la fabricación y trabajos de reparación. Los electrodos del tipo de relleno-adhesión tienen un arco moderadamente fuerte y una velocidad de depósito entre aquellas de los electrodos de adhesión rápida y relleno rápido. Comúnmente, se llaman electrodos de "polaridad directa" aunque pueden utilizarse con CA. Estos electrodos tiene cobertura completa de escorias y depósitos de soldadura con ondas distintas y uniformes. Estos son los electrodos para uso general en talleres de producción y además son utilizadas para reparaciones. Se pueden utilizar en toda posición, aunque los electrodos de adhesión rápida son preferidos para soldadura vertical y de sobre cabeza. El grupo de relleno rápido incluye los electrodos revestidos pesados de hierro en polvo con un arco suave y velocidad alta de depósito. Estos electrodos tienen escorias pesadas y producen depósitos de soldadura excepcionalmente suaves. Generalmente son utilizados para soldadura de producción donde todo el trabajo puede colocarse en posición para soldadura plana. Otro grupo de electrodos es el tipo de bajo hidrógeno que contiene poco hidrógeno, sea en forma de humedad o de producto químico. Estos electrodos tienen una resistencia sobresaliente a las grietas, poca o ninguna porosidad, y depósitos de alta calidad bajo inspección por rayos X. El soldar en acero inoxidable requiere un electrodo que contiene cromo y níquel. Todos los aceros inoxidables tienen conductividad térmica baja. Efecto del voltaje y alta temperatura en los electrodos • En los electrodos, se produce sobrecalentamiento y acción incorrecta

del arco cuando se usen corrientes altas. • En el metal por soldar, esto causa grandas diferencias de temperatura

entre la soldadura y el resto del trabajo, lo que alabea la plancha. Una regla básica para soldar el acero inoxidable es la de evitar corrientes altas y calor alto en la soldadura.

• Otra razón para mantener fría a la soldadura es la de evitar corrosión de

carbón. Además, hay muchos electrodos para uso especial para revestimiento, y para soldadura de cobre y aleaciones de cobre, aluminio, hierro fundido, manganeso, aleaciones de níquel, y aceros de

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níquel-manganeso. La composición de estos electrodos generalmente está diseñada para complementar el metal básico por soldar.

• La regla básica en la selección de electrodos es la de escoger el

electrodo que sea más parecido al metal por soldar. Para Almacenar Los Electrodos Guardar los electrodos en su caja sellado hasta que se usen. El aire y la humedad en el aire combinarán con elementos químicos en el revestimiento de los electrodos bajo la mayoría de las condiciones. La humedad se convierte en vapor al calentar el electrodo y el hidrógeno en el agua combina con los agentes químicos en el revestimiento. Al mezclarse con el metal fundido, esto cambia la composición de la soldadura, debilitándola.

DEFECTOS MÁS FRECUENTES EN LA SOLDADURA Falta de Penetración: Se produce por las interrupciones intermitentes en la fusiòn de los bordes, sobre todo al reanudar la soldadura tras el cambio de electrodos. Suele ir acompañada de incrustaciones de pequeñas partículas de escoria. Para evitarlo ha de procurarse la máxima limpieza y reanudar la soldadura a unos milímetros de donde se interrumpió.

Cordones defectuosos La forma en que el soldador conduce el electrodo, así como el correcto ajuste de la corriente para el diámetro empleado, son decisivos para el aspecto y la calidad de la costura terminada. En los catálogos de electrodos está indicado el amperaje máximo que de ninguna manera debe excederse. Los amperajes normales son inferiores a estos valores en aproximadamente 20%. Entalladuras de penetración Son ocasionadas por incorrecta conducción del electrodo o por un amperaje demasiado elevado.

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Deben evitarse de todas maneras, ya que debilitan cualquier unión soldada. Consumo diagonal de los electrodos Se produce en caso de corriente continua, por efecto del soplo del arco. Para remediar este defecto se puede conectar un segundo cable de tierra entre la fuente de poder y la pieza de trabajo, teniendo en este caso que aplicar los dos cables en puntos lo más alejados en la pieza base. Porosidad en el cordón Puede tener origen muy diferente: a ) Poros en los primeros centímetros de la costura Son frecuentemente producidos por electrodos húmedos que debido al calentamiento del electrodo durante la operación del soldeo, la humedad en el revestimiento se vaporiza, produciéndose la formación de poros. Los electrodos básicos tienen tendencia a la formación de poros iniciales, en caso de soldar con arco demasiado largo. También pueden presentarse poros al haber contacto con un electrodo de revestimiento básico en una base completamente fría. Es bastante fácil evitarlo. El soldador debe encender el electrodo aproximadamente 1 cm. detrás del cráter final del cordón anterior, esperando hasta que adquiera buena fluidez para avanzar sobre el cráter final y continuar el cordón. Otra alternativa consiste en demorar un poco sobre el punto de partida, antes de iniciar el avance del electrodo. b) Poros al final del cordón Se presentan, cuando se suelda el electrodo con sobrecarga de corriente, calentándose por esta razón hasta la temperatura de ebullición del alambre. Puede evitarse reduciendo el amperaje. c) Poros que se presentan en forma regular sobre toda la longitud del cordón La causa reside generalmente en el material base. Por ejemplo, aceros con alto contenido de azufre o fósforos no pueden soldarse libres de poros cuando se usan electrodos con revestimiento ácido. En muchos casos el remedio es usar electrodos básicos. d) Nidos de poros no visibles en la superficie Se deben, por lo general, a un manejo incorrecto del electrodo. Por una oscilación demasiado pronunciada o una separación excesiva entre los bordes de las planchas a soldar, el metal de aporte se solidifica por

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acceso del aire e insuficiente protección de la escoria, volviéndose poroso. Rajaduras en el cordón Estas rajaduras pueden ser ocasionadas casi siempre por los siguientes motivos: a) Sobrepasar el límite de resistencia de la costura Debido a esfuerzos en la pieza de trabajo, lo que ocurre con especial frecuencia en objetos de forma complicada fuertemente estriados y con paredes de gran espesor. Cambiando la secuencia de soldadura o mediante cambios de construcción puede evitarse tales defectos. b) Inadecuada selección del electrodo Todos los aceros con más de 0,25% de C (Resistencia algo mayor que 52Kg/mm2) pueden soldarse garantizadamente solo con electrodos básicos. Electrodos con revestimiento ácido producen en estos materiales rajaduras. Los aceros con más de 0,6% de carbono son soldables solo con cierta reserva, es decir habrá que usar electrodos especiales. Igualmente se requiere gran cuidado en el caso de piezas de fundición de acero. c) Empleo inadecuado de electrodos con revestimiento ácido. Por razones ya arriba mencionadas, estos tipos no deben emplearse para el cordón de raíz en soldaduras de capas múltiples y tampoco en trabajos de apuntalado. Igualmente, pueden ocasionar fisuración del cordón los aceros con contenido de azufre o fósforo (p. ejemplo. aceros para trabajos en tornos automáticos). Socavamiento Se emplea este termino para describir: a.- la eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón. b.- la reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se unió por fusión el último cordón de la superficie.

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El socavamiento en ambos casos se debe a la técnica empleada por el operador. Ciertos electrodos, una corriente demasiado alta, o un arco demasiado largo, pueden aumentar la tendencia al socavamiento.

Dificultades en La Soldadura de Arco Electrico

Síntomas Causas Remedios

1. Arco inestable, se mueve, el arco se apaga. Salpicadura distribuida sobre el trabajo

1. Arco demasiado largo. 1. Acorte el arco para penetración correcta.

2. La soldadura no penetra. El arco se apaga con frecuencia.

2. Insuficiente corriente para el tamaño del electrodo.

2. Aumentar corriente. Use electrodo más pequeño.

3. Sonido fuerte de disparo del arco. El fundente se derrite rápidamente. Cordón ancho y delgado. Salpicadura en gotas grandes.

3. Demasiada corriente para tamaño del electrodo. También podría haber humedad en revestimiento del electrodo.

3. Reducir corriente. Use electrodo más grande.

Síntomas Causas Remedios

4. La soldadura se queda en bolas. Soldadura pobre.

4. Electrodo incorrecto para el trabajo.

4. Use el electrodo correcto para el metal por soldar.

5. Es difícil establecer el arco. Penetración, dando una soldadura inadecuada.

5. Polaridad incorrecta en porta electrodo. Metal no limpiado. Corriente insuficiente.

5. Cambie polaridad o use corriente CA en vez de CD. O, aumente la corriente.

6. Soldadura débil. Es difícil hacer el arco. El arco se rompe mucho.

6. El metal por soldar no está limpio.

6. Limpie el metal por soldar. Quite toda escoria de soldadura previa.

7. Arco intermitente. Puede que cause arcos en grapa para puesta a tierra.

7. Puesta a tierra inadecuada. 7. Corrija la puesta a tierra. Mueva el electrodo más lentamente.

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GUIA Nª 2.

2. SOLDADURA OXIACETILENICA 2. 1 Definición Es un procedimiento de soldadura por fusión en el que se utiliza como fuente calorífica la llama que se logra en un soplete especial, por la combustión del acetileno (C2H2). El Acetileno es un gas incoloro de olor penetrante, que arde con una llama muy luminosa, desprendiendo gran cantidad de calor que se aprovecha para fundir los metales que se tratan de soldar. 2.2 Características :

• Es un proceso químico basado en la afinidad del oxigeno para los metales ferrosos, cuando estos últimos alcanzan o sobrepasan la temperatura de inflamación.

• Cuando el oxigeno entra en contacto con el hierro o acero a la temperatura de inflamación, se desarrolla entre ellos una reacción química muy activa. El hierro se combina con el oxigeno (saliendo del pico) y es llevado fuera del corte en forma de oxido de hierro.

• A causa de la fuerza mecánica del chorro de oxigeno una parte del metal (30%) es barrido fuera del corte en forma de hierro metálico no oxidado.

• Se utiliza una llama neutra (3.300° C), • La llama carburante con exceso de acetileno se reconoce por una

zona intermedia reductora que aparece entre el dardo y el penacho • La llama oxidante, con exceso de oxígeno se reconoce por su

dardo y penacho más cortos y su sonido más agudo. • La llama mas usada es la oxiacetilénica en la que se alcanzan

temperaturas de unos 3200 ªC, aunque también se pueden utilizar llamas de oxipropano, oxihidrógeno u oxigas natural.

En la figura Nº 3 Se muestra la llama carburante producida por la mezcla de gases.





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Figura Nº 3 Llama carburante producida por la mezcla de gases 2.3 Equipo de Soldadura Oxiacetilénica

a) Regulador: Es el instrumento empleado para suministrar la

cantidad exacta de gas, procedente de la bombona, necesaria para formar una llama correcta. Consisten en dos recipientes separados por una válvula regulable, que dispone de un manómetro cada uno. El regulador permite reducir y mantener la presión de salida hacia el soplete, en el valor necesario en la botella debido al consumo de gas. En la figura Nº 4 se muestra el regulador y sus partes.

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Figura Nº4 Regulador y sus partes.

b) Soplete: Es una herramienta que recibe los gases desde los reguladores y los mezcla en la proporción conveniente para reducir la llama necesaria al precalentarlo primero y el corte correcto a continuación. En la figura Nº 5 se muestra las partes del Soplete.

Figura Nº 5 Partes del Soplete.

c) Bombonas: El Oxigeno se almacena en bombonas de aceros de

buena calidad, forjadas en una pieza sin soldadura. Las paredes son de espesor considerable, de 20 mm. de promedio. Se fabrican de capacidad variable aproximadamente de 47.6 lts. Miden 1.50 mts de altura y pesan alrededor de 73.5 Kg. Almacenan 6.5 m3 a la presión de 150 Psia. La presión de trabajo es 1 a 3 Psia. En la figura Nº 6 se muestran las bombonas y parte del equipo de soldadura

Figura Nº 6 Bombonas y parte del equipo de soldadura

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Las bombonas para contener el acetileno soportan una presión promedio de 15 psia y tiene una capacidad de 1 y 6 metros de acetileno disuelto en acetona. El acetileno comprimido a presiones mayores de 15 psia tiende a separarse en sus componentes. Esta separación es peligrosa y a veces se produce en explosiones violentas La presión de trabajo es de 0.5 Psia. d) Mangueras: Son de caucho con nylon trenzado para darles alta

resistencia; la del acetileno o propano es de color rojo, y la de oxigeno verde; las conexiones de oxigeno con el regulador y con el soplete son con rosca derecha y las de propano o acetileno con rosca izquierda. El diámetro del hueco de la boquilla y la presión de los gases son proporcionales al espesor del metal por cortar.

2.4 Encendido y apagado del Soplete Encendido

1. Abrir la Válvula de Oxigeno 2. Ajustar la presión de Trabajo del Oxigeno dependiendo del tipo de

soplete. 3. Abrir la válvula de acetileno. 4. Aproximar la llama de cerilla o de otro tipo a la boquilla, para

encender la mezcla de O2 uy acetileno que sale por ella. 5. Regular la cantidad de acetileno para obtener el tipo de llama que

se necesite en el trabajo. Apagado

1. Cerrar la válvula de combustible. 2. Cerrar la válvula del Oxigeno. 3. Cerrar la válvula del regulador.

2.5 Aspectos de Seguridad

Si se invierten las operaciones 1 y 2 existe peligro de retraso de la llama; esta penetraría en la cámara de mezcla y las boquillas se obstruirían con el hollín.

Cuando el soplete está funcionando mucho tiempo, se calienta la lanza y la mezcla puede encenderse al pasar por ella, produciendo explosiones o chisporreo. En este caso hay que apagar inmediatamente el soplete y dejarlo enfriar.

Verificar que los equipos estén en buen estado. No trabajar con ropa manchada de grasa, aceites o cualquier otra

sustancia que pueda inflamarse. No utilizar o limpiar piezas con oxigeno, el exceso en el aire

provocaría un grave riesgo de incendio.

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3 SOLDADURA ELECTRICA POR RESISTENCIA 3.1 Generalidades: Se utiliza calor producido al pasar una corriente eléctrica por un cuerpo conductor al presionar con electrodos dos chapas que estén en contacto y se les aplica una tensión de 15 voltios; haciendo pasar una intensidad de 1000 a 20000 amperios se produce un calentamiento de las zonas en contacto. En ellas la resistencia al paso de la corriente es mayor. El material se calienta hasta adquirir un estado pastoso y la presión ejercida por los electrodos hace que se produzca la soldadura. En la figura Nº 7 se muestra la disposición de los electrodos con las chapas.

Figura Nº 7 Disposición de los electrodos con las chapas. 3.2 Ventajas

Se realiza en un espacio muy corto de tiempo. Sólo se calienta la zona de la pieza que se desea soldar. Permite soldar piezas de muy distintos espesores y metales

distintos Es muy útil para chapas delgadas que son difíciles de soldar con

soplete. POSICIONES PARA SOLDAR Se refieren exclusivamente a la ubicación del eje de la soldadura en los diferentes planos a soldar. Básicamente son cuatro posiciones y todas exigen un conocimiento y dominio perfecto del soldador para la ejecución de la junta de soldadura. En la ejecución de la soldadura eléctrica aparecen piezas que no siempre pueden ser colocadas en posición cómoda, según el plano de referencia. Entre las principales posiciones se tienen:

a) Posición Plana 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.

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Soldadura en Posición Plana Horizontal

b) 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 sobre el eje de la soldadura.

c) Posición Sobre 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.

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GUIA 3 SOLDADURA TIG – MIG- PAW

INTRODUCCION

Para lograr la fusión de los metales y sus aleaciones, se hizo necesaria la conquista de las altas temperaturas y su aplicación exacta al metal que ha de calentarse, los problemas a resolver son innumerables pues estos, de no ser bien llevados, pueden echar a perder la pieza. Con este método se están resolviendo todos los problemas de la térmica, evitando una fusión mal mezclada y a la vez oxidada. En el proceso nos limitamos a evocar la que en la teoría Atómica se relaciona directamente con las propiedades de los metales y de las aleaciones.- Estas propiedades son las del "Cortejo Electrónico”.

La versatilidad, la resistencia a solicitaciones mecánicas y su

sencillez de ejecución permiten a la soldadura imponerse a otro tipo de uniones. Sólo cuando se requiere necesidad de desmontaje o ligereza, son preferibles por este orden las uniones atornilladas y adhesivas.

Las técnicas comúnmente conocidas de Soldadura mediante Gas Combustible o Arco eléctrico han sido desplazadas en algunas aplicaciones en detrimento de otras técnicas más avanzadas.

Se pretende mostrar una gama de Métodos de Soldadura que tienen un denominador común: el uso de diferentes gases como protectores de la atmósfera en la que se produce la concentración de calor y por lo tanto la unión entre componentes.

SOLDADURA TIG

El método denominado TIG es conocido en inglés como GTAW (Gas Tugsten Arc Welding), este procedimiento utiliza como fuente de calor un arco eléctrico que salta entre el electrodo de tungsteno y la pieza a soldar mientras una atmósfera protectora de gas inerte protege al baño de fusión.

Se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente que tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%.





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Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 ºC), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.

La alta densidad de corriente eléctrica producida por este proceso hace posible soldar a mayores velocidades que con otros métodos.

El resultado final es excepcional con este método pero la calidad de la soldadura depende del control de diferentes parámetros y ajuste del equipo.

Comparando diferentes procesos de soldadura TIG con atmósfera de argón o de helio podemos establecer diferencias, que se citan a continuación:

• El uso de fundentes en combinación con argón o H2 mejora la penetración del cordón de soldadura. • La aportación de helio en combinación con argón o H2 mejora la penetración del cordón de soldadura. • El uso de una atmósfera de helio puro permite incrementar la velocidad de avance en mas de un 30 % en comparación con una atmósfera pura de argón. •

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS DEL PROCESO TIG. El uso de una atmósfera de helio puro permite incrementar la

velocidad de avance en mas de un 30 % en comparación con una atmósfera pura de argón. Aunque el helio es más caro permite reducir los costos de producción.

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GASES PARA SOLDADURA TIG, MIG

La soldadura con electrodo de Tungsteno y arco protegido con gas inerte se conoce con el nombre de TIG (Tungsten Inert Gas). Para conseguir la fusión, se emplea un arco que se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo. El electrodo es no consumible y el metal de aporte, si se requiere, se aporta desde fuera.

Para soldar aceros inoxidables, en el escudo gaseoso se utiliza argón puro, helio o mezclas de los dos.

Las mezclas de argón con oxígeno que se utilizan en la soldadura MIG no deben ser usados en la TIG, debido al rápido deterioro de los electrodos de tungsteno.

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La adiciones de nitrógeno no se recomiendan por la misma razón. En la soldadura manual y realización de juntas por debajo de un espesor de 1.6 mm se prefiere al argón como escudo gaseoso.

Da una buena penetración con una velocidad de flujo menor que la del helio, y hay menos oportunidad de fundir la soldadura. El helio produce un mayor flujo calorífico y una penetración más profunda, lo cual puede ser una ventaja en algunas operaciones de soldadura automática. Las mezclas de argón-helio pueden mejorar el contorno de la soldadura.

GAS PROTECCIÓN METAL

ARGÓN Todos los metales.

HELARC 25 (Ar + He)

Recomendado para aceros Inoxidables no compatibles con ARGÓN H, metales y aleaciones de alta conductividad térmica (Aluminio y Cobre). La adición de Helio proporciona una soldadura más rápida que con Argón.

HELARC 75 (Ar + He)

Para espesores mayores y para aumento de velocidad. Recomendado para aceros Inoxidables no compatibles con ARGÓN H, metales y aleaciones de alta conductividad térmica (Aluminio y Cobre).

ARGÓN H-5 (Ar + H2)

Recomendado para soldadura manual de acero Inoxidable, Cupro-Níquel y aleaciones de Níquel.

ARGÓN H-10 (Ar + H2)

Para espesores mayores y para aumento de velocidad. Recomendado para soldadura automática de aceros Inoxidables, Cupro-Níquel y aleaciones de Níquel.

El metal fundido en el baño de fusión, el extremo de la varilla del metal de aportación y el electrodo de Tungsteno, se protegen de la contaminación atmosférica por medio de un gas protector inerte.

El gas de protección más empleado es el ARGÓN, pero se pueden emplear Helio o mezclas de Argón / Helio o mezclas de Argón / Hidrógeno para obtener mejores resultados, siempre en función de las características del material a soldar.

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ARCO METÁLICO Y GAS INERTE: SOLDADURA MIG

Este método es conocido en inglés como Gas Metal Arc Welding

(GMAW), en este proceso se establece un arco eléctrico entre un electrodo de hilo continuo que se renueva a medida que este se consume y la pieza a soldar, el electrodo es protegido por medio de una atmósfera protectora de mezclas de argón o de gases con base de helio.

Los parámetros de control de este proceso son los siguientes:

• Intensidad de corriente. • Diámetro del alambre electrodo. • Velocidad de movimiento. • Ángulo de la pistola de soldar.

El diámetro del electrodo depende del amperaje requerido y los materiales de aplicación son: Acero inoxidable, cobre, aluminio, magnesio.

La soldadura MIG es un proceso que emplea un micro alambre (electrodo) alimentado de manera continua. Entre el electrodo y la pieza a soldar, se establece un arco eléctrico y forma un charco de metal fundido que al enfriarse se solidifica y permite la unión del metal.

El suministro del micro electrodo se hace a través de una antorcha y de manera constante por medio de un sistema electromecánico de alimentación. A diferencia del proceso de electrodo revestido (SMAW), este método no requiere del reemplazo constante de los electrodos.

La soldadura se protege por medio de una atmósfera de gas, que cubre el charco de la soldadura fundida y que se alimenta también por medio de la misma antorcha; el proceso MIG permite hacer soldaduras con un mínimo de salpicaduras, proporciona mejor control de la aplicación y produce soldaduras limpias y libres de escoria.

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El diámetro del electrodo depende del amperaje requerido.

INTENSIDAD (A) φ (mm.) 30-90 0,6

40-145 0,8

50-180 0,9

Tabla para seleccionar el diámetro de electrodo. Materiales de aplicación: Acero inoxidable, obre, aluminio, magnesio.

VENTAJAS ESPECÍFICAS DE LA SOLDADURA MIG.

Puesto que no hay escoria y las proyecciones suelen ser escasas, se simplifican las operaciones de limpieza, lo que reduce

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notablemente el costo total de la operación de la soldadura. En algunos casos, la limpieza del cordón resulta más cara que la propia operación de soldeo, por lo que la reducción de tiempo de limpieza supone la sensible disminución de los costos.

Fácil especialización de la mano de obra. En general, un soldador especializado en otros procedimientos, puede adquirir fácilmente la técnica de la soldadura MIG en cuestión de horas.

En procedimientos, puede adquirir fácilmente la técnica de la soldadura MIG en cuestión e horas. En resumidas cuentas todo lo que tiene que hacer el soldador se reduce a vigilar la posición de la pistola, mantener la velocidad de avance adecuada y comprobar la alimentación de alambre se verifica correctamente.

Gran velocidad de soldadura, especialmente si se compara con el soldeo por arco con electrodos revestidos. Puesto que la aportación se realiza mediante un hilo continúo, no es necesario interrumpir la soldadura para cambiar electrodo.

Esto no solo supone una mejora en la productividad, sino también disminuye el riesgo de defectos. Hay que tener en cuenta las interrupciones, y los correspondientes empalmes, son con frecuencia, origen de defectos tales como inclusiones de escoria, falta de fusión o fisuras en el cráter.

La gran velocidad del procedimiento MIG también influye favorablemente en el aspecto metalúrgico de la soldadura. Al aumentar la velocidad de avance, disminuye la amplitud de la zona afectada de calor, hay menos tendencia de aumento del tamaño del grano, se aminoran las transformaciones de estructura en el metal base y se reducen considerablemente las deformaciones.

El desarrollo de la técnica de transporte por arco corto permite la soldadura de espesores finos, casi con tanta facilidad como por el procedimiento TIG.

Las buenas características de penetración del procedimiento MIG permiten la preparación con bordes más cerrados, con el consiguiente ahorro de material de aportación, tiempo de soldadura y deformación. En las uniones mediante cordones en ángulo también permite reducir el espesor del cordón en relación con otros procedimientos de soldeo.

VENTAJAS ESPECÍFICAS DE LA SOLDADURA TIG.

La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre la atmósfera y el baño de fusión. Además, dicho

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gas simplifica notablemente el soldeo de metales no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar. Otra ventaja de la soldadura por arco con protección gaseosa es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costos de producción. Además, la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura es menor.

ARCO METÁLICO Y GAS ACTIVO: SOLDADURA MAG.

Este método es idéntico al anterior pero con la diferencia de que la atmósfera protectora es un gas activo. Aplicación: Tiene la ventaja de ejecutar soldaduras de acero con espesores más grandes, en adición con un fundente granular.

Tabla resumen de los diferentes tipos de soldaduras.

METODO ARCO GAS PROTECTOR APLICACIÓN

TIG Tugsteno He, Ar, H2 Metales activos, aleaciones ligeras y ultraligeras.

MIG Metálico He, Ar Aceros inoxidables, Cobre, Aluminio, Magnesio.

MAG Metálico CO2 Aceros ordinarios.

Híbrida Metálico He, Ar, N2 Aceros y aleaciones.

SOLDADURA POR ARCO DE PLASMA La soldadura por arco de plasma, SPA (en inglés plasma arc welding, PAW), es una forma especial de la soldadura de tungsteno con arco eléctrico y gas en la cual se dirige un arco de plasma controlado al área de soldadura. En la PAW, se coloca un electrodo de tungsteno dentro de una boquilla especialmente diseñada, la cual concentra una corriente de gas inerte a alta velocidad (por ejemplo, argón o mezclas de argón e hidrógeno) dentro de la región del arco eléctrico, para formar una corriente de arco de plasma intensamente caliente a alta velocidad, como en las figuras

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FIGURA Soldadura de arco de plasma (PAW)

Figura Maquinaria empleada para la soldadura por arco de plasma También se usan el argón, el argón-hidrógeno y el helio como gases protectores del arco eléctrico. Las temperaturas en la soldadura de plasma de arco eléctrico son de 2800 0C o mayores, y lo suficientemente altas para fundir cualquier metal conocido. La razón de estas altas temperaturas en PAW (mucho mayores que las de TIG) derivan de la estrechez del arco eléctrico. Aunque los niveles de energía normales usados en la soldadura de plasma de arco son menores que los usados en la soldadura de tungsteno con arco eléctrico y gas, la energía se concentra mucho para producir un chorro de plasma de un diámetro pequeño y una densidad de energía muy alta. La soldadura de plasma de arco se introdujo alrededor de 1960, pero tardó en popularizarse. En años recientes se usa cada vez mas como sustituto de la TIG en aplicaciones tales como subensambles de automóviles, gabinetes metálicos, marcos para puertas y ventanas y aparatos para el hogar. VENTAJAS DE LA SOLDADURA PAW Debido a las características especiales de la PAW, sus ventajas en estas aplicaciones incluyen:

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• Una buena estabilidad de arco eléctrico, un control de penetración mejor

que en la mayoría de los otros procesos de soldadura con arco eléctrico, altas velocidades de viaje y una excelente calidad de soldadura.

• El proceso se usa para soldar casi cualquier metal, incluyendo el tungsteno. Sin embargo, hay metales difíciles de soldar con la PAW, entre estos se incluyen el bronce, el hierro colado, el plomo y el magnesio.

LIMITACIONES Otras limitaciones son el equipo costoso y un tamaño de soplete mas grande que para las otras operaciones de soldadura con arco eléctrico, lo cual tiende a limitar el acceso en algunas configuraciones de unión. Otros procesos de soldaduras con arco eléctrico y relacionados Los procesos anteriores de soldadura con arco eléctrico son los más importantes en el aspecto comercial. Deben mencionarse varios más, que son casos especiales o variantes de los principales procesos de AW.

SIMBOLOGÍA DE LA SOLDADURA

Según ANSI Y32.3 1969 Graficas de Soldadura American Nacional Standard (dimensiones en mm), la porción básica del símbolo es LA FLECHA como se aprecia seguidamente

La Flecha apunta hacia la Junta donde se quiere hacer la

soldadura

Si la soldadura está del lado de la flecha el símbolo que indique el

tipo de soldadura se coloca por arriba o a la derecha de la línea de base, según esa línea sea horizontal o vertical.

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Si la soldadura se encuentra en el otro lado, el símbolo debe

ponerse por arriba o a la izquierda. La pierna perpendicular al símbolo siempre se dibuja al lado izquierdo.

Para indicar que se va hacer una soldadura en el alrededor de una conexión como se hace cuando en un tubo se suelda a una placa, se pone como símbolo de soldar todo alrededor: un circulo.

El tamaño de una soldadura se da en la base de la flecha, del la flecha, del lado del símbolo.

Sino fueran del mismo tamaño, cada dimensión se pondría al lado

de su símbolo correspondiente.

Tipos más comunes de soldadura en una sola ranura y el símbolo

que corresponde

Tamaño del lado del símbolo (sistema

métrico)

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Tipos más comunes de soldadura en ranuras dobles y el símbolo

que corresponde

JUNTAS SOLDADAS

Definición Son las diversas formas que presentan las uniones en las piezas, y están estrechamente ligadas a la preparación de las mismas. Estas formas de uniones se realizan a menudo en montajes de estructuras y otras tareas que efectúa el soldador. Tipos de Juntas Generalmente se presentan en los tipos siguientes:

a) Juntas a Tope: Son aquellas donde los bordes de las chapas a soldar, se tocan en toda su extensión, formando un ángulo de 180ª entre sí, este tipo de junta se efectúa en todas las posiciones. A su vez se subdividen en:

a.1) Juntas a tope en bordes rectos: En donde el borde de las chapas no requieren preparación mecánica. Usada en chapas con espesores no mayores a 6mm de espesor, también se considera para piezas que no sean sometidas a grandes esfuerzos.

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a.2) Juntas a tope en bordes achaflanados en V: Son juntas en las cuales los bordes de las piezas a soldar, requieren preparación mecánica, de tal forma que al unirlos formen una V entre sí. El espesor varia entre 6 y 12mm, mediante la preparación se logrará una buena penetración de la soldadura, así como también el relleno de toda la sección. Este tipo de junta es frecuente en todas las posiciones. Es satisfactoria para soportar condiciones de esfuerzos normales. El ángulo del bisel de esta junta varía entre 60ª y 70ª , dependiendo del espesor de la pieza.

a.3) Juntas a tope en bordes achaflanados en X: Requieren preparación mecánica en ambos lados de la pieza a soldar, de tal forma que al unir dichos lados, formen una X entre sí. Este tipo de junta es frecuente en uniones de piezas que serán sometidas a grandes esfuerzos, y en chapas que sobrepasan los 18 mm de espesor, las mismas pueden ser soldadas con facilidad por ambos lados. El ángulo del bisel de esta junta varía entre 45ª y 60ª , dependiendo del esfuerzo a que será sometida la pieza.

b) Juntas de Solape: Son aquellas donde los bordes de las chapas a

soldar no requieren preparación mecánica, ya que los mismos van superpuestos. El ancho de la solapa dependerá del espesor de la chapa. Para chapas de 10mm de espesor, la solapa será de 60 a 70mm. Cuando la pieza a soldar no sobrepasará grandes esfuerzos mecánicos, no será necesario soldar ambos lados de las solapas.

c) Juntas en Ángulos T y Y: Son juntas donde las piezas debido a

su configuración, forman ángulos interiores y exteriores, en el punto a soldar. Es aconsejable soldar las uniones en T en forma alternada, para evitar deformaciones.

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Problemas que pueden presentarse en las en las Juntas Soldadas 6.3.1 Contracciones y Dilataciones: Son fenómenos físicos producidos por la acción de la temperatura, que provocan deformaciones en las piezas soldadas. Los mismos están presentes en todos los procesos, donde hay aplicación de calor y enfriamiento, produciendo así dilataciones y contracciones respectivamente. Tipos de Contracciones a.1) Contracción longitudinal: Al depositar un cordón de soldadura

sobre la cara superior de una plancha delgada y perfectamente plana, la cual no ha sido fijada o sujeta, ésta se doblará hacia arriba en dirección del cordón, a medida que este se enfría.

b.1) Contracción Transversal: Si dos planchas se sueldan a tope, y las mismas no han sido sujetas conjuntamente, estas se curvarán aproximándose entre sí, en sentido transversal, debido al enfriamiento del cordón de la soldadura.

Las contracciones son muy perjudiciales en la soldadura, ya que al no poderse eliminar totalmente producen tensiones y grietas internas en las piezas. Para neutralizar estos efectos se deben tomar las siguientes medidas:

Se debe fijar la pieza por medio de prensas o refuerzos. Distribuir en forma equilibrada el calor de la pieza. Proceder a pre y post calentamiento. Considerar tratamientos térmicos o mecánicos para aliviar las

tensiones internas.

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Características de una buena soldadura y recomendaciones Características Recomendaciones / Cualidades

Buena Apariencia

Evitar el recalentamiento por depósito excesivo. Usar oscilaciones uniformes Evitar los excesos de intensidad

Ausencia de Grietas

Evitar soldar cordones en hileras, en aceros especiales.

Realizar soldaduras de buena fusión. Proporcionar el ancho y altura del cordón, de

acuerdo al espesor de la pieza. Mantener las uniones, con separación apropiada

y uniforme. Trabaje con la intensidad de acuerdo al diámetro

del electrodo. Precaliente el materia base, en caso de piezas de

acero al carbono, de gran espesor.

Buena Penetración

Se obtiene cuando el material aportado, funde la raíz y se extiende por debajo de la superficie de las partes soldadas

Características Continuación Recomendaciones / Cualidades

Exenta de socavaciones

Se obtiene una soldadura sin socavación cuando, junto al pie de la misma no se produce en el metal base ningún ahondamiento que pueda dañar la pieza

Ausencia de Porosidades

Esta libre de poros cuando en su estructura interior no existen bolsas de gas, ni inclusiones de escoria.

Buena apariencia Cuando se aprecia en toda la extensión de la

unión, un cordón de soldadura pareja, sin presentar hendiduras ni exceso de material.

Ausencia de grietas

Se presenta cuando en el material aportado no existen rajaduras o fisuras en toda su extensión.

Ensayos en la Soldadura Ensayos no Destructivos Medidores de dimensión (escantillón): Es el método usado para medir el refuerzo y la socavación en soldaduras de ranura, así como el tamaño y la sección crítica en las soldaduras de filete. Se medirá el cuarenta (40) por ciento del total de las uniones con soldadura de ranura o de filete.

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Líquidos penetrantes: Es el método usado para descubrir fallas por discontinuidades, tales como hendiduras, poros y porosidades, que puede tener la superficie en la zona en que se efectuó una unión con soldadura de arco eléctrico. Consiste en aplicar el líquido penetrante en la zona por evaluar previamente limpiada y una vez que haya secado el líquido penetrante se aplica un material absorbente o polvo suspendido en un medio acuoso como revelador. El número de juntas necesarias para evaluar la calidad de la soldadura mediante líquidos penetrantes, será del cuarenta (40) por ciento en soldadura de ranura o de filete. El líquido penetrante se aplica un material absorbente o polvo suspendido en un medio acuoso como revelador. El número de juntas necesarias para evaluar la calidad de la soldadura mediante líquidos penetrantes, será del cuarenta (40) por ciento en soldadura de ranura o de filete. Los colorantes o tintes vienen en botes pequeños en aerosol, con su estuche y se pueden llevar a cualquier parte. El colorante es un excelente método para detectar grietas superficiales que no se aprecian a simple vista. Partículas magnéticas: Es el método usado para detectar fracturas, porosidades, costuras, inclusiones, falta de fusión y otras discontinuidades superficiales y por debajo de la superficie de la soldadura. Consiste en crear un campo magnético en la zona por evaluar, aplicar partículas magnéticas y examinar si hay acumulación de éstas sobre la superficie, lo cual indica la existencia de defectos. Se evaluarán mediante este método el cuarenta (40) por ciento del total de las uniones con soldadura de ranura o de filete.

Las pruebas magnéticas son de dos tipos: Se espolvorea hierro pulverizado en la soldadura. Después, se

establece una carga magnética a través de la soldadura; las partículas de hierro se acumulan en las grietas o fallas.

Se mezclan limaduras de hierro con petróleo; se limpia y pule la superficie de la soldadura y se aplica esta mezcla con una brocha. Se magnetiza la soldadura con una fuerte corriente eléctrica. Si hay una grieta o falla en la soldadura, las partículas de hierro se adherirán en los bordes de la grieta y producirá una línea oscura como del diámetro de un cabello.

Medidores de ultrasonido Método que emplea vibraciones mecánicas de alta frecuencia para detectar discontinuidades superficiales e internas de uniones con soldadura de arco eléctrico. Consiste en aplicar un haz de energía ultrasónica sobre la superficie de la unión, mediante un transductor, este haz rebota cuando choca con la superficie posterior del elemento probado o con sus discontinuidades internas y se registran como una línea en una pantalla de un osciloscopio de rayos catódicos.

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Se evaluará la totalidad de las juntas con soldadura de ranura sujetas a esfuerzos principales de tensión y en el cuarenta (40) por ciento de las juntas de ranura restantes.

No se efectuarán evaluaciones en soldaduras de filete mediante ondas ultrasónicas, a menos que sea para justificar la aceptación de las juntas soldadas, de las que, una vez evaluadas mediante otros medios, se tengan dudas de su calidad, en cuyo caso el número de juntas por muestrear será la totalidad de las que se obtuvieron resultados dudosos.

Placas gamagráficas o radiográficas Es el método que utiliza rayos X o gamma invisible para obtener una fotografía de los defectos internos, tales como porosidades, inclusiones, fracturas y vacíos en el interior de las uniones soldadas. Se toman fotografías radiográficas de la soldadura. Los defectos se ven en una forma muy similar a la cual se aprecian los huesos rotos en una radiografía de una ser humano. Este método se suele utilizar en tubos y calderas grandes.

Solamente se utilizará la técnica radiográfica para la aceptación de

juntas de ranura con penetración completa. Se tomarán placas radiográficas o gamagráficas en la totalidad de

las juntas con soldadura de ranura sujetas a esfuerzos principales de tensión y en el treinta (30) por ciento de las juntas de ranura restantes.

Ensayos visuales Se pueden hacer a simple vista o con el uso de aparatos como una lupa, calibrador, etc., para inspeccionar si la soldadura tiene defectos. Pruebas con estetoscopio o de sonido El inspector golpea la soldadura con un martillo pequeño y escucha con el estetoscopio. El sonido le indica si la soldadura tiene defectos. Se necesitan muchos años de experiencia para hacer esta prueba con exactitud. En la actualidad, se emplea el equipo para pruebas sónicas. Razones por las que se utilizan los Ensayos No Destructivos 1. Por ahorrar dinero al rechazar material defectuoso durante la inspección de recibo, antes de aceptar y pagar el servicio. 2. Para detectar discontinuidades que ocurren durante el proceso de fabricación, antes de gastar tiempo y dinero al continuar el proceso. 3. Para mejorarlas técnicas de fabricación inspeccionando las partes antes y después del proceso. 4. Dar seguridad a los trabajadores inspeccionando periódicamente el equipo y las instalaciones, para detectar los defectos antes que estos puedan ocasionar fallas. 5. Dar confiabilidad al producto.

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6. Para confirmar la integridad de las partes durante paros por mantenimiento preventivo.

Ensayos Destructivos Si la soldadura va a ser parte de un conjunto o estructura grande, se pueden efectuar pruebas destructivas en muestras o probetas, similares a la unión soldada real. En una prueba destructiva se dobla, tuerce o se trata de separar por tracción (estiramiento) la soldadura para determinar si hay fallas. Estas son pruebas sencillas que se pueden efectuar en cualquier taller de soldadura sin necesidad de un equipo costoso. El método mas sencillo para hacerlas es sujetar la unión en la parte superior de un yunque con pinzas o fijarla en un tornillo de banco. La unión se debe sujetar lo mas cerca posible de la soldadura. Después de fijarla como se describió, se le dan golpes con un martillo para probar la soldadura. Las cinco uniones básicas se pueden probar en taller en la siguiente forma:

La unión a escuadra e debe martillar hasta que quede plana

La unión de tope se debe doblar hasta que quede en forma de “U”

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La unión T se debe martillar la pieza vertical hasta que quede horizontal

La unión traslapada se debe martillar hasta que se parezca a la unión T

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La unión de canto se debe abrir y doblar hasta que se forme

una unión en “U”, similar a la unión a tope Para la evaluación de una discontinuidad especifica debe tenerse en cuenta que los métodos de END, se complementan entre sí. La selección de un método sobre otro esta basado en variables como: 1) Tipo y origen de la discontinuidad. 2) Proceso de fabricación del material. 3) Accesibilidad del articulo.€ 4) Nivel de aceptación deseado. 5) Equipo disponible. 6) Costo. Las limitaciones de los END aplicables variaran con la norma aplicable, el material y el servicio al que se destinaran. Las primeras pruebas de fabricación de piezas intercambiables se dieron al mismo tiempo en Europa y en Estados Unidos. Estos experimentos se basaban en el uso de calibres de catalogación, con los que las piezas podían clasificarse en dimensiones prácticamente idénticas. El primer sistema de verdadera producción en masa fue creado por el inventor estadounidense Eli Whitney, quien consiguió en 1798 un contrato del gobierno para producir 10.000 mosquetes hechos con piezas intercambiables. Durante el siglo XIX se alcanzó un grado de precisión relativamente alto en tornos, perfiladoras, cepilladoras, pulidoras, sierras, fresas, taladradoras y perforadoras. La utilización de estas máquinas se

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extendió a todos los países industrializados. Durante los albores del siglo XX aparecieron máquinas herramientas más grandes y de mayor precisión. A partir de 1920 estas máquinas se especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaron máquinas más potentes y rígidas que aprovechaban los nuevos materiales de corte desarrollados en aquel momento. Estas máquinas especializadas permitían fabricar productos estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obra sin calificación especial. Sin embargo, carecían de flexibilidad y no podían utilizarse para varios productos ni para variaciones en los estándares de fabricación. Para solucionar este problema, los ingenieros se han dedicado durante las últimas décadas a diseñar máquinas herramientas muy versátiles y precisas, controladas por ordenadores o computadoras, que permiten fabricar de forma barata productos con formas complejas. Estas nuevas máquinas se aplican hoy en todos los campos.

REFERENCIAS http://www.aga.com/International/Web/LG/CL/likelgagacl.nsf/DocByAlias/app_cw_arc_tig http://www.aga.com/international/web/lg/cl/likelgagacl.nsf/docbyalias/app_cw_arc_migmag http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_TIG http://www.infra.com.mx/infrasoldadura/electrica/soldadoras/maquinas_01.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_arco

guia nº1 soldadura

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