Seleccin del Equipo, Preparacin del material, Tcnica de soldadura,...

Siga los mtodos prcticos aqu presentados para seleccionar el equipo, preparar los materiales

base, aplicar la tcnica adecuada e inspeccionar visualmente las soldaduras para asegurar una alta

calidad al soldar aleaciones de aluminio por el procedimiento MIG y TIG. Incluso para los expertos

en la soldadura de aceros, el soldeo de las aleaciones de aluminio puede presentar un verdadero

desafo. La mayor conductividad trmica y el menor punto de fusin de las aleaciones de aluminio

pueden fcilmente producir perforaciones a menos que los soldadores sigan los procedimientos

prescritos. Tambin la alimentacin del alambre durante el soldeo MIG (GMAW) presenta un reto

debido a que el alambre es ms blando que el acero, tiene una resistencia ms baja y tiende a

enredarse en los rodillos de arrastre. Para superar estos retos, los operarios necesitan seguir los

mtodos prcticos y las guas aqu indicadas.

Soldadura MIG

Preparacin del metal base: Para soldar el aluminio, los operarios deben limpiar cuidadosamente

el material base y eliminar cualquier xido de aluminio y contaminacin por hidrocarburos

procedentes de lubricantes o disolventes de corte. El xido de aluminio en la superficie del

material funde a 2038C mientras que el aluminio, metal base de debajo, funde a 649C. Por ello,

cualquier xido que quede en la superficie del metal base inhibir la penetracin del metal de

aporte en la pieza. Para eliminar los xidos de aluminio, utilizar un cepillo de alambre de acero

inoxidable o disolventes y soluciones decapantes. Si se usa un cepillo de acero inoxidable, cepillar

solo en una direccin. Tener cuidado de no cepillar demasiado enrgicamente, ya que pueden

incrustarse los xidos en la pieza. Usar solo el cepillo para piezas de aluminio; no limpiar aluminio

con un cepillo que haya sido utilizado para acero inoxidable o acero al carbono. Cuando se usen

soluciones qumicas decapantes, asegurarse de que han sido eliminadas de la pieza antes de

soldar.

Para minimizar el riesgo de que los hidrocarburos de aceites o soluciones de corte entren en la

soldadura, eliminarlos con un desengrasante. Verificar que el desengrasante no contenga

hidrocarburos.

Precalentamiento: El precalentamiento de la pieza de aluminio puede ayudar para evitar la

fisuracin de la soldadura. La temperatura de precalentamiento no debe exceder de 110C. Usar

un indicador de temperatura para prevenir sobrecalentamiento. Adems, colocar puntos de

soldadura al principio y al final de la zona a soldar ayudar la eficacia del precalentamiento.

Tambin debe precalentarse una pieza de aluminio grueso cuando se suelda a una pieza delgada.

En el caso de problemas de fusin insuficiente en el inicio, la solucin puede ser la adicin de

chapas de inicio y fin de soldadura.

La tcnica del empuje: Con aluminio, utilizar una tcnica de empuje en lugar de arrastre, alejando

la pistola fuera de bao, se conseguir menor contaminacin en la soldadura, y mejor accin

limpiadora y cobertura de gas de proteccin.

Velocidad de avance: La soldadura del aluminio necesita ser realizada caliente y rpida. A

diferencia del acero, la alta conductividad trmica del aluminio determina el uso de ajustes de

amperajes, tensiones y velocidades de avance ms altos. Si la velocidad de avance es demasiado

baja, el soldador corre el riesgo de perforar la chapa, en especial, si es chapa delgada.

Gas de proteccin: El Argn, debido a su buena accin limpiadora y perfil de la penetracin, es el

gas de proteccin ms comnmente usado para la soldadura del aluminio. En la soldadura de las

aleaciones de aluminio de la serie 5XXX un gas de proteccin mezcla de argn con helio, con un

mximo del 75% de helio, minimizar la formacin de xido de magnesio.

Alambre de soldadura: Seleccionar un alambre de aluminio que tenga una temperatura de fusin

similar a la del material base. Cuanto ms pueda el operario acercarse al rango de fusin del

metal, ms fcil ser soldar la aleacin. Emplear alambres de 1,2 o 1,6 mm de dimetro. Cuanto

mayor sea el dimetro del alambre, ms fcil es la alimentacin. Para soldar material delgado, un

alambre de 0,9 mm de dimetro combinado con un procedimiento de soldadura pulsado con una

baja velocidad de alimentacin, de 250 a 760 cm/min. (100 a 300 in/min.), dar buenos resultados.

Soldaduras de forma convexa: En la soldadura del aluminio, la fisuracin del crter causa la

mayora de defectos. La fisuracin proviene del alto valor de la dilatacin trmica del aluminio y de

las considerables contracciones que ocurren cuando se enfran las soldaduras. El riesgo de

fisuracin es ms grande con crteres cncavos, dado que la superficie del crter se contrae y

rompe cuando se enfra. Por ello, debe rellenarse el crter de manera que quede convexo

(formando un montculo). Al enfriarse la soldadura, la forma convexa del crter compensar las

fuerzas de contraccin.

Seleccin del equipo: Cuando se selecciona una fuente de corriente para la soldadura MIG del

aluminio, hay que considerar en primer lugar el mtodo de transferencia: arco spray o arco

pulsado.

Para el soldeo con arco spray puede utilizarse equipos de corriente constante (cc) y de tensin

constante (cv). El arco spray toma un chorro minsculo de metal fundido y lo pulveriza a travs del

arco desde el alambre hasta el metal base. Para aluminio grueso que requiere corrientes de soldeo

superiores a 350 A, los equipos de corriente constante, cc, producen resultados ptimos.

La transferencia por arco pulsado se lleva a cabo, generalmente, con un equipo de tecnologa

inverter. Los equipos ms recientes llevan instalados procedimientos de arco pulsado basados en

el tipo y dimetro de alambre. En el MIG pulsado, una gota de metal de aporte se transfiere desde

el alambre a la pieza en cada pulso de corriente. Este proceso proporciona menos salpicaduras y

velocidades de avance ms rpidas que las del soldeo por arco spray. Tambin se tiene mejor

control del aporte trmico (heat input), mayor facilidad de soldeo en posicin y permite al

operario soldar material delgado a bajas velocidades de alimentacin y corrientes.

Devanador: El mtodo preferido para la alimentacin del alambre de aluminio, a largas distancias

es el mtodo push-pull (empujar y arrastrar) que emplea un devanador cerrado para proteger el

alambre del ambiente. Un motor de velocidad variable y par constante en el devanador ayuda a

empujar y guiar el alambre a travs de la pistola a una fuerza y velocidad constantes. Un motor de

alto par en la pistola arrastra el alambre y mantiene constantes la velocidad de alimentacin y

longitud de arco.

En algunos talleres, los soldadores utilizan los mismos devanadores para alambre de acero y de

aluminio. En este caso, el uso de espirales de plstico o Teflon ayudar a asegurar una

alimentacin suave y constante. Para los tubos gua, usar tubos de salida tipo cincel y tubos de

entrada de plstico para mantener el alambre lo ms cerca posible de los rodillos de arrastre y

prevenir enredos del alambre.

Durante el soldeo, mantener la manguera de la pistola lo ms recta posible para minimizar la

resistencia a la alimentacin. Verificar la correcta alineacin entre los rodillos de arrastre y los

tubos gua para prevenir el raspado del aluminio. Utilizar rodillos de arrastre diseados para

aluminio. Ajuste la tensin del rodillo de arrastre para suministrar una tasa de alimentacin

constante. Tensin excesiva deformar el alambre y causar rugosidad y alimentacin errtica;

tensin demasiado pequea dar alimentacin irregular. Ambas condiciones pueden conducir a un

arco inestable y porosidad en la soldadura.

Pistolas de soldadura: Para el soldeo del aluminio utilizar una espiral independiente para la pistola.

Para evitar calentamiento del alambre, intentar restringir ambos finales de la camisa para eliminar

separaciones entre la camisa y el difusor de gas de la pistola.

Cambiar las camisas a menudo para minimizar el potencial abrasivo del xido de aluminio que

causa problemas de alimentacin.

Utilizar boquillas de contacto 0,4 mm. ms grandes que el dimetro del alambre que se utilice,

ya que las boquillas calientes se dilatan en forma oval y probablemente limitaran la alimentacin

del alambre. Generalmente, cuando una corriente de soldadura supera los 200 A, se debe utilizar

una pistola refrigerada por agua para minimizar el aumento de temperatura y reducir las

dificultades de la alimentacin.

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CODIGOS, NORMAS Y ESPECIFICACIONES

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CODIGOS, NORMAS Y ESPECIFICACIONES

1.

INTRODUCCION

El contenido de este documento ha sido preparado para dar un alcance y conocimiento bsico en

lo referente al porque de la utilizacin de cdigos, normas y especificaciones en la aplicacin de la

industria metal mecnica. Los cdigos, normas y especificaciones son documentos que rigen y

regulan actividades industriales. Los documentos que establecen lineamientos para las actividades

relacionadas con la industria de la soldadura tienen el propsito de asegurar que solo se

producirn bienes soldados seguros y confiables, y que las personas relacionadas con las

operaciones de soldadura no estarn expuestas a peligros indebidos ni a condiciones que pudieran

resultar dainas a su salud. Todo el personal que participa en la produccin de bienes soldados, ya

sean diseadores, fabricantes, proveedores de productos y servicios, personal de montaje,

soldadores o inspectores, tienen la necesidad de conocer, por lo menos, las porciones particulares

de las normas que aplican a sus actividades.

1.1.

Definiciones

Los cdigos, las especificaciones y otros documentos de uso comn en la industria tienen

diferencias en cuanto a su extensin, alcance, aplicabilidad y propsito. A continuacin se

mencionan las caractersticas claves de algunos de estos documentos.

1.1.1.

Cdigo (code)

Es un conjunto de requisitos y condiciones, generalmente aplicables a uno o ms procesos que

regulan de manera integral el diseo, materiales, fabricacin, construccin, montaje, instalacin,

inspeccin, pruebas, reparacin, operacin y mantenimiento de instalaciones, equipos,

estructuras y componentes especficos.

1.1.2.

Normas ( standards)

El trmino norma tal y como es empleado por la AWS, la ASTM, la ASME y el ANSI, se aplica de

manera indistinta a especificaciones, cdigos, mtodos, practicas recomendadas, definiciones de

trminos, clasificaciones y smbolos grficos que han sido aprobados por un comit patrocinador

(vigilante) de cierta sociedad tcnica y adoptados por esta.

1.1.3.

Especificacin

Una especificacin es una norma que describe clara y concisamente los requisitos esenciales y

tcnicos para un material, producto, sistema o servicio. Tambin indica los procedimientos,

mtodos, clasificaciones o equipos a emplear para

2

determinar si los requisitos especificados para el producto han sido cumplidos o no.

1.2.

Origen De Las Normas

Las normas son desarrolladas, publicadas y actualizadas por organizaciones y entidades

gubernamentales y privadas con el propsito de aplicarlas a las reas y campos particulares de sus

intereses. Algunas de las principales entidades que generan las normas relacionadas con la

industria de la soldadura son las siguientes:

American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO (Asociacin

Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportacin)

American Bureau of Shipping ABS (Oficina Americana de Barcos)

American Institute of Steel Construction AISC (Instituto Americano de Construccin de Aceros)

American National Standards Institute ANSI ( Instituto Nacional Americano de Normas)

American Petroleum Institute API (Instituto Americano del Petrleo)

American Society of Mechanical Engineers ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos)

American Water Works Association AWWA (Asociacin Americana de Trabajos de Agua)

American Welding Society AWS (Sociedad Americana de Soldadura)

Association of American Railroads AAR (Asociacin de Ferrocarriles Americanos)

ASTM, anteriormente The Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de Pruebas y

Materiales)

International Organization for Standarization ISO (Organizacin Internacional para la

Normalizacin)

SAE, anteriormente The Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros Automotrices).

Las normas reflejan el consenso de las partes relacionadas con su campo de aplicacin, por lo que

cada organizacin que las prepara, tiene comits o grupos de trabajo compuestos por diferentes

representantes de las diferentes partes interesadas. Todos los miembros de esos comits son

especialistas en sus campos, y preparan borradores o versiones preliminares de las normas,

mismos que son revisados por grupos ms amplios antes de que las versiones finales sean

aprobadas.

1.3.

Aplicabilidad De Las Normas

El cumplimiento de los requisitos de las normas es obligatorio cuando tales normas estn referidas

o especificadas en las jurisdicciones gubernamentales, o cuando estas estn incluidas en contratos

u otros documentos de compra. El cumplimiento de las prcticas recomendadas o las guas es

opcional. Sin embargo, si estos son referidos en los cdigos o especificaciones aplicables o en

3

acuerdos contractuales, su uso se hace obligatorio. Si los cdigos o acuerdos contractuales

contienen secciones o apndices no obligatorios, el empleo de las guas o prcticas recomendadas,

quedan a la discrecin del usuario.

1.3.1.

Descripcin De Algunas Normas De Soldadura 1.3.1.1.

Cdigo ANSI / ASME para calderas y recipientes a presin (ASME BPVC).

Errneamente se ha credo por mucho tiempo que ASME es un tipo de soldadura que consta o se

definen como: Soldadura con proceso SMAW, con electrodo E 7018, en placa de acero y

solamente en progresin ascendente, generalmente utilizado para soldar tanques de

almacenamiento. Desafortunadamente, una mentira dicha y repetida tantas veces llega a

convertirse en realidad para muchos, y esto es lo que ha pasado en el Ecuador. En realidad, ASME

son las siglas con las que se le conoce a los cdigos aplicados a la Ingeniera Mecnica. Esta

agrupacin de informacin tcnica, muy reconocida a nivel mundial, presenta una serie de libros

conocidos como NORMAS tendientes a la normalizacin en la fabricacin, inspeccin y control de

calidad de ciertos artculos. El cdigo aplicable a la construccin de tanques y recipientes de

presin es el: ASME Boiler and Pressure Vessel Code Reference. Este cdigo est dividido en 11

secciones identificadas con nmeros romanos. De nuestro inters es la seccin IX llamada

Welding and Brazing Qualification donde se describen los requerimientos para la calificacin de

los procedimientos de soldadura y soldadores que se utilizarn en la construccin de tanque y

recipientes de presin.

1.3.1.2.

Seccin B31.4, "Sistemas de Transportacin Lquida para Hidrocarburos, Gas Lquido de Petrleo,

Amoniaco Anhidro y Alcoholes "

Esta seccin prescribe requisitos para tubera que transporta lquidos tales como petrleo crudo,

condensados, gasolina natural, lquidos de gas natural, gas licuado de petrleo, alcohol lquido,

amoniaco anhidro lquido y productos lquidos de petrleo, entre las instalaciones de contratacin

de los productores, conjuntos de tanques, plantas de procesamiento de gas natural, refineras,

estaciones, plantas de amoniaco, terminales (marinas, de ferrocarril y de autocamiones) y otros

puntos de entrega y recepcin.

1.3.1.3.

Cdigo ANSI/AWS D1.1 de Soldadura Estructural -Acero

Este Cdigo cubre los requisitos aplicables a estructuras de acero al carbono y de baja aleacin.

Est previsto para ser empleado conjuntamente con cualquier cdigo o especificacin que

complemente el diseo y construccin de estructuras de acero. Quedan fuera de su alcance los

recipientes y tuberas a presin, metales base de espesores menores a 1/8 Pulg (3.2 mm), metales

base diferentes a los aceros al carbono y de baja aleacin y los aceros con un lmite de cedencia

mnimo mayor a 100,000 lb/pulg

2

(690 MPa). A continuacin se indican las secciones que lo componen y un resumen. de los

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