proceso mig/mag gmaw (gas metal arc welding)
DESCRIPTION
PROCESO MIG/MAG GMAW (Gas Metal Arc Welding). DESCRIPCION. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
PROCESO MIG/MAGGMAW
(Gas Metal Arc Welding)
DESCRIPCION
• En el sistema MIG, un sistema de alimentación impulsa en forma automática y a una velocidad predeterminada el electrodo (alambre) hacia el arco o fusión, mientras la pistola se posesiona en un ángulo adecuado y se mantiene una distancia entre la Tobera y la pieza de trabajo, generalmente de 10mm.
• El arco siempre es visible para el operador• El cable y la pistola son ligeros, haciendo muy
fácil su manipulación• No produce escoria, por lo cual reduce el tiempo
de soldadura y acabado• Tiene uno de los más altos rendimientos en
deposición
CARACTERISTICAS
PARTES DEL EQUIPO
Boquilla de contacto
Difusor de gas
Salida de gas
Tobera
DIAGRAMA DEL PROCESO
CLASIFICACION DEL ALAMBRE PARA ACEROS AL CARBONO
ER XXS-X
Alambre sólido
Composición Química de los electrodos
Indica la resistencia mínima a la tracción, expresada en miles de libras por pulg2
E: electrodoR: varilla
ALAMBRE PARA MAG
ER-70S-6• E: electrodo• R: varilla• 70: resistencia a la tracción del depósito en
libras/pulgada• S: alambre sólido• 6: composición química particular del
electrodo
CLASIFICACION DEL ALAMBRE PARA ACEROS INOXIDABLES
ER XXX(X)-X
Composición Química de los electrodos
Tipo de inoxidable
E: electrodoR: varilla
Nivel de carbono
APORTES
APORTES
TIPOS DE CORRIENTE
• El tipo de corriente tiene gran influencia en los resultados de la soldadura. La corriente continua con polaridad invertida es la que permite obtener mejores resultados. En este caso, la mayor aportación de calor se concentra sobre el baño de fusión, lo que mejora la penetración en la soldadura.
INFLUENCIA DE LA POLARIDAD
CC.PI
+
+
+
-
-
-
CC.PD
+
+
+
-
-
-
+ -
- +
electronesiones
VOLTAJE CONSTANTE
La mayor razón para utilizar este tipo de máquinas es que autorregulan el largo del arco
Compensan la distancia entre la punta del electrodo y el metal base con incrementos y disminuciones automáticas de corriente, manteniendo un largo de arco constante
El largo del arco se ajusta con la salida de voltaje de la fuente de poder
La corriente es regulada por medio de la velocidad de alimentación del alambre
FUENTES DE PODER
Corriente Constante
Amperaje
Voltaje
A
V
Pequeñas variaciones de corriente provocan grandes variaciones en el voltaje.
FUENTES DE PODER
Voltaje Constante
Voltaje
AmperajeA
V
Variaciones de corriente provocan muy pequeñas variaciones en el voltaje.
PORQUE ES FÁCIL DE OPERAR: REGULACIÓN AUTOMÁTICA
Largo de arco:6.4 mm
Voltaje de arco:24 V
Corriente de arco:250 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:106 mm/s
Largo de arco:6.4 mm
Voltaje de arco:24 V
Corriente de arco:250 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:106 mm/s
Largo de arco:>12.7 mm
Voltaje de arco:>24 V
Corriente de arco:<250 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:106 mm/s
Largo de arco:>12.7 mm
Voltaje de arco:>24 V
Corriente de arco:<250 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:106 mm/s
Largo de arco:12.7 mm
Voltaje de arco:29 V
Corriente de arco:220 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:93 mm/s
Largo de arco:12.7 mm
Voltaje de arco:29 V
Corriente de arco:220 A
Alimentación de alambre:106 mm/s
Fusión instantánea:93 mm/s
1
2
3
CAMBIO DE PENDIENTE
Curva B
Curva A
Corriente
Voltaje
Aún cuando se tengan dos máquinas de distinta pendiente, el punto óptimo de operación seguirá siendo el mismo.
IMPORTANTE
• La calidad de los equipos incide más en el proceso MIG/MAG que en el proceso de Arco Manual.
• La calidad del soldador tiene mayor incidencia en el proceso de Arco Manual que en el proceso MIG/MAG.
CONCEPTOS BASICOS GMAW
• Gas Metal Arc WeldingProcesos de soldadura al arco con alambre continuo y protección gaseosa.
• Se hace pasar una corriente de gas a través de un conducto hasta la zona donde el electrodo (metal de aporte), establece el arco con el metal base.
• En esta categoría se clasifican dos procesos muy similares: MIG y MAG.
• El gas de protección puede ser gas INERTE o ACTIVO.
• El tipo de gas hace la diferencia entre MIG o MAG, respectivamente.
GAS / ACTIVIDAD
GASACTIVIDAD QUÍMICA
Argón
Helio
Dióxido de carbono
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno
Inerte
Inerte
Oxidante
Reductor
Oxidante
Activo-reacio a reaccionar
EFECTOS DEL TIPO DE GAS
ARGÓN ARGÓN-HELIO HELIO CO2
Argón-O2Argón-CO2CO2
ESTRECHAMIENTO
• Como un cuello o estrechamiento se describe el efecto que permite a la gota de metal fundido separarse del electrodo, producto del electromagnetismo inducido por la corriente.
TRANSFERENCIAS
Spray pulsado
Corto circuito Globular
Spray
TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUITO
• CORTO CIRCUITO: la gota antes de separarse del electrodo crece varias veces el diámetro del mismo. Sucede a valores bajos de amperaje.
Transferencia corto circuito
TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUIT0
• Ventajas:– Materiales delgados– Trabajos fuera de posición– Juntas abiertas– Pobre ajuste de juntas
• Limitaciones:– Produce salpicadura– Falta de penetración en materiales gruesos
– Uso limitado en aluminio
TRANSFERENCIA GLOBULAR
• GLOBULAR: el tamaño de las gotas disminuye rápidamente a un tamaño igual o menor que el del electrodo. Esto sucede a valores intermedios de amperaje.
• La transferencia globular normalmente NO se utiliza debido a la alta cantidad de salpicadura y los problemas potenciales de penetración incompleta.
TRANSFERENCIA GLOBULAR
TRANSFERENCIA SPRAY
• Rocío o Spray: las gotas disminuyen bastante de diámetro y la velocidad de separación de las gotas desde el electrodo es alta. Este tipo de transferencia se registra con valores altos de corriente.
TRANSFERENCIA SPRAY
• Ventajas:– Alta tasa de depósito.– Buena fusión y penetración. – Capacidad de utilizar alambres de gran diámetro.
– Excelente apariencia del cordón.– Prácticamente no existe salpicadura.
TRANSFERENCIA SPRAY
• Limitaciones:– Para posiciones plana y horizontal.
– Usada sólo en materiales de un espesor mínimo de 1/8”.
– Se requiere de un buen ajuste de junta, ya que no tolera las juntas abiertas.
TRANSFERENCIA SPRAY PULSADO
• Ventajas: – Permite la aplicación en todas posiciones
– Sin salpicadura– Toda la gama de espesores– Versátil y productivo– Programable
TRANSFERENCIA SPRAY PULSADO
• Limitaciones:– Alto costo inicial del equipo– Aceptación del operador y conocimiento del proceso
– Dificultad para ajustar los parámetros
– Aplicación limitada en juntas abiertas y de pobre ajuste.
POLARIDAD
Mayor penetración
Plancha más caliente
Más chisporroteo
Menor penetración
Plancha menos caliente
Menos chisporroteo
CCEP CCEN
“STICKOUT
• Para transferencia corto circuito debe estar entre ¼” – 3/8”.
DISTANCIA EN LA BOQUILLA
Incorrecto Correcto Incorrecto
10mm 20mm 30mm
La distancia entre el metal base y la boquilla, están dispuestos de acuerdo con la intensidad (voltaje) y flujo de gas.
EmpujeEmpuje ArrastreArrastre
DIRECCION DE AVANCE
POSICIÓN DE LA PISTOLA
INFLUENCIA DE LA POSICIÓN
MIG/MAG V/S ARCO MANUAL
VENTAJAS MIG/MAG :• Se puede soldar en toda posición• Virtualmente no hay escoria que remover• El entrenamiento es menor que el necesario para arco
manual• No se pierden colillas de electrodos• Adaptable a sistemas semiautomáticos y automáticos• Procesos bajo hidrógeno• Velocidades de soldadura mayores que en arco manual
DESVENTAJAS MIG/MAG :• Los equipos son más costosos, complejos y menos portátiles• Debe protegerse en el momento de soldar de corrientes de
aire• Las velocidades de enfriamiento del cordón son mayores que
los procesos con generación de escoria• Las pistolas son grandes evitando la fácil accesibilidad a
lugares estrechos• El metal base debe ser limpiado muy bien por que el
proceso no tolera contaminación como en arco manual
PROCESO FCAW
• Alambre tubular con núcleo de fundente.– El arco se forma entre un electrodo continuo de forma tubular, que es consumible, y la pieza de trabajo.
ALAMBRE TUBULAR
• Los alambres tubulares están formados por:– Forro metálico.– Núcleo:
• Fundente.• Elementos de aleación.• Formadores de escoria.
SOLIDOSOLIDO TUBULARTUBULAR
2211
FABRICACIÓN
FlejeFleje metálico metálico
A A trefiladotrefilado
Polvos del núcleoPolvos del núcleo
Rodillos de Rodillos de cerradocerrado
Rodillos de Rodillos de conformadoconformadoForma “U” Forma “U”
TolvaTolva
Caída de fundenteCaída de fundente
TIPOS DE CIERRE
ALAMBRES TUBULARES
• El forro tiene la función de contener el fundente del núcleo y conducir la corriente eléctrica.
• Los elementos que conforman el núcleo tienen las siguientes funciones:– Formar una capa de escoria que proteja al depósito durante la solidificación.
ALAMBRES TUBULARES
– Proporcionar elementos desoxidantes y refinadores para incrementar las propiedades mecánicas del depósito.
– Proporcionar elementos estabilizadores de arco que incrementen su suavidad y reduzcan la salpicadura.
– Adicionar elementos de aleación que incrementen la resistencia del depósito y mejoren otra propiedad específica.
– Producir la atmósfera de gas que proteja al arco, la transferencia de metal y la zona de metal líquido (sólo autoprotegidos).
TIPOS DE ALAMBRES TUBULARES
• Con protección de gas.– Requieren de un gas de protección que es suministrado
externamente.• Autoprotegidos.
– En el núcleo se encuentran elementos que al descomponerse químicamente producen una atmósfera rica en CO2 y CO.
Depósito solidificado
Escoria líquida
Depósito líquido
Escoria solidificada
Gas de protección
Punta de contacto (conductora de
corriente)
Boquilla ó Tobera Electrodo
Tubular con Protección de Gas
Polvos metálicos, fundentes y materiales formadores de escoria
Arco y metaltransferido
Polvos metálicos, materiales formadores de
vapor, desoxidantes y refinadores
Punta de contacto(conductora de corriente)
Gas de protección, formado de los
materiales del núcleoArco y metal transferido
Depósito solidificado
Depósito líquido
Escoria líquidaEscoria
solidificada
Electrodo Tubular Autoprotegido
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
• Alta productividad debido a la alimentación continua de alambre.
• Beneficios metalúrgicos derivados de la presencia de fundente.
• La formación de escoria soporta y conforma el perfil de los cordones de soldadura.
APLICACIONES
• Estructuras.– La aplicación de mayor volumen de consumo del proceso.
– Trabajo de taller y de erección de edificios.– Gran cantidad de uniones, tipo filete, de un paso.
APLICACIONES
• Astilleros.– Gran variedad de materiales y espesores.
– Facilidad de empleo en fuera de posición.
APLICACIONES
• Tubería industrial.– En ocasiones se emplea para depositar el paso de relleno.
– Más fácil de aplicar que el alambre sólido.– Mejores propiedades mecánicas.– Reducción de defectos como porosidades.
APLICACIONES
• Ferrocarriles.– Se emplea en grandes cordones donde el uso del arco sumergido es impráctico.
– Se aplica sobre placas oxidadas.
APLICACIONES
• Equipo pesado.– Grandes espesores de placa.– Grandes cordones en filetes se pueden aplicar en un solo paso.
– La facilidad de remoción de escoria reduce el tiempo de limpieza.
• Mantenimiento y reparación.
APLICACIONES
• Transportación.– Popular debido a la alta productividad en diversos espesores.
– Cordones de gran longitud.– Facilidad de mecanización.– Menos sensible a un pobre ajuste de la junta.
EQUIPO NECESARIO
• Fuente de poder.• Alimentador de alambre.• Fuente de gas de protección y sistema de
regulación de gas.• Antorcha.• Pinza de tierra.• Cables de conexión.
FUENTE DE PODER
• Proporciona la energía eléctrica con las características adecuadas para establecer y mantener el arco.
FUENTE DE PODER
• Las más populares son las de corriente directa voltaje constante (CV).
• Se recomienda que la capacidad sea de 300 A mínimo y un ciclo de trabajo 100%.
• Debe ser capaz de incrementos unitarios de voltaje.
ALIMENTADORES
• Tienen la función de proporcionar una alimentación continua y uniforme de alambre a una velocidad previamente seleccionada.
ALIMENTADORES
• Se prefieren los de velocidad constante en conjunto con las máquinas CV.
• La velocidad de alimentación de alambre determina el amperaje aplicado al electrodo.
• Es preferido el uso de rodillos (estriados) moleteados.
ANTORCHA
• Tiene la función de conducir la corriente eléctrica, el gas de protección y el electrodo.
ANTORCHA
• Se recomienda una capacidad mínima de 400 A.• Existen modelos enfriados por aire y por agua.• Lo que busca un operador es la fácil manipulación,
comodidad, poco peso y durabilidad.
GAS DE PROTECCIÓN
• Puede ser suministrado a partir de cilindros o tubería proveniente de un manifold.– Se emplean reguladores flujómetros para ajustar el volumen de gas necesario para una adecuada protección.
– Es importante que el regulador flujómetro tenga la capacidad suficiente para manejar el gasto requerido.
POLARIDAD
• Determina el sentido de flujo del fluido eléctrico.– La mayoría de los alambres protegidos por gas emplean DCEP (Invertida o DC+), produce una mejor penetración.
– La polaridad directa (DCEN o DC-) se utiliza con algunos alambres autoprotegidos.
AMPERAJE
• La cantidad de corriente aplicada a un electrodo es proporcional a la velocidad de alambre seleccionada.
• Determina la tasa de depósito, la penetración, el tamaño y la forma del cordón.
Amperaje
• Un alto amperaje produce una alta penetración y un cordón de perfíl de gran convexidad.
• Una insuficiente cantidad de alambre produce una transferencia globular con excesiva salpicadura y pobre penetración.
WFS vs. corriente (E71T-1M)
0
200
400
600
800
125 175 225 275 325 400
Corriente (A)
Vel
. d
e A
lam
bre
(i
pm
) 0.035” 0.045”
0.052”
0.062”
Voltaje
• Determina la longitud de arco. Está en función del amperaje deseado.• Para un valor de corrriente determinado, produce el mejor arco.
• Afecta principalmente la altura del refuerzo de soldadura y el ancho del cordón.
Relación V-A
20
23
26
29
32
200 225 250 300 350 400
Corriente (A)
Volt
aje
(V
)
75% Ar - 25% CO75% Ar - 25% CO22
100% CO2100% CO2
Velocidad de avance
• Está controlada por el operador y determina en gran medida el tamaño del cordón de soldadura.
• Afecta la penetración y la forma del cordón.• Determina la cantidad de calor suministrado a la
pieza de trabajo:
• Q = A * V / TS • Q es calor.• A es Amperaje.• V es Voltaje.• TS es velocidad de avance.
• A Boquilla• B Punta de contacto• C SO visible• D Stickout
eléctrico• E Distancia punta
de contacto-
Trabajo• F Longitud de Arco
“Stickout” eléctrico
“Stickout” eléctrico
• El “stickout” eléctrico determina el calentamiento por resistencia del electrodo.• Varía el amperaje de soldadura (CV).• Afecta el desempeño del electrodo.• Puede producir discontinuidades.
E70T-1MJ H8E70T-1MJ H8E70T-1MJ H8E70T-1MJ H8Clasificación de electrodos (AWS A5.20-95)
EE Electrodo.
77 Resistencia a la tensión (psi/10, 000).
00 Posición.
TT Tubular.
11 Desempeño y uso.
MM ____Mezcla de gas.
JJ Resistencia al impacto 20 ft/lb @ - 40 oF.
H8H8 Nivel de hidrógeno.
Propiedades mecánicas
Valores mínimos
AWS Resistencia a
la Tensión (ksi)
Límite de Cedencia
(ksi)
% Elongación en 2”
Resistencia al impacto
ft-lbs @ oF
E7XT-1 60 22 20 @ 0
E7XT-2 --- --- ---
E7XT-3 --- --- ---
E7XT-4 60 22 ---
E7XT-5 60 22 20 @ -20
E7XT-6 60 22 20 @ -20
E7XT-7 60 22 ---
E7XT-8 60 22 20 @ -20
E7XT-9 60 22 20 @ -20
E7XT-10 --- --- ---
E7XT-11 60 22 ---
E7XT-12 60 22 20 @ -20
E7XT-G 60 22 ---
E7XT-GS
72
--- --- ---
Desempeño y uso
AWS Corriente de
soldadura Gas de
protección Número
de pasos E7XT-1 DCEP CO2 Múltiples
E7XT-2 DCEP CO2 1 E7XT-3 DCEP --- 1 E7XT-4 DCEP --- Múltiples E7XT-5 DCEP CO2 Múltiples E7XT-6 DCEP --- Múltiples E7XT-7 DCEN --- Múltiples E7XT-8 DCEN --- Múltiples E7XT-9 DCEP CO2 Múltiples
E7XT-10 DCEN --- 1 E7XT-11 DCEN --- Múltiples E7XT-12 DCEP CO2 Múltiples
E7XT-G a a Múltiples E7XT-GS a a 1 a. Información proporcionada por el fabricante
Posiciones y nivel de hidrógeno
• Posiciones.• 0 Plano y horizontal.• 1 Todas posiciones.
• Nivel de hidrógeno.• H4 menos de 4 ml/100 gr.• H8 menos de 8 ml/100 gr.