Objetivos

1.-Conocer las terminologas estandar empleadas en el campo de la soldadura.

2.- Se desarrollar competencias para identificar y reconocer los diferentes procesos de soldadura. Los cuales son usados en la construccin y mejora funcional de partes de maquinaria y equipos en metales ferrosos y no ferrosos,

ANSI/AWS A3.0-94 An American National Standard

AC corriente alterna; en EEUU, la polaridad alterna a 50 ciclos por segundo (en Per alterna a 60 ciclos por segundo).

Alfanumrico una combinacin de nmeros y letras usados en las denominaciones.

Ampere unidad estndar par medir la fuerza de una corriente elctrica.

Soplo de arco la deflexin del arco de soldadura de su trayectoria original debido a fuerzas magnticas.

Longitud del arco la distancia desde la punta (tip) del electrodo de soldadura hasta la superficie adyacente de la pileta de soldadura.

Brazing unir metales sin fundir el metal base usando un metal de aporte con un punto de fusin por encima de los 450C (840F).

Acero al carbono una mezcla de hierro y pequeas cantidades de carbono.

Coalescencia unir entre si dos o ms materiales. DC corriente continua; polaridad elctrica constante. DCEN corriente continua, electrodo negativo. Conocida como

polaridad directa DCEP corriente continua, electrodo positivo. Conocida como

polaridad inversa Discontinuidad cualquier interrupcin de la estructura tpica del

material; no necesariamente un defecto. Electrodo un componente del circuito elctrico que termina en el

arco, escoria fundida conductiva, o metal base.

Superficie de contacto la superficie de acoplamiento de un material que contacta o est muy cercano a otro miembro al cual ser unido.

Metal de aporte el metal o la aleacin agregada para hacer una junta de soldadura, brazing o soldering.

Fundente un material usado para obstaculizar la formacin de xidos y otras sustancias indeseables en un metal fundido y en las superficies de metal slido, y disolver o de otra manera facilitar la remocin de tales sustancias.

Inclusin material slido extrao atrapado tal como escoria, fundente, tungsteno u xidos.

Penetracin incompleta de la junta una condicin de raz de junta en la cual el metal de soldadura no se extiende a travs de la totalidad del espesor de la junta.

Resistencia a la traccin establecida normalmente en libras por pulgada al cuadrado (MPA); se calcula dividiendo la carga mxima por el rea de la seccin transversal.

Socavacin una ranura fundida dentro del metal base adyacente al taln de la soldadura o raz de la soldadura y que queda sin llenar por el metal de soldadura.

Voltaje fuerza electromotriz, o diferencia de potencial elctrico, expresado en volts.

soldadura una coalescencia localizada de metales o no metales producida tanto por calentamiento de los metales a la temperatura de soldadura, con o sin la aplicacin de presin, o por la aplicacin de presin solamente, y con o sin el uso de metal de aporte.

PROCESOS DE UNIN

PROCESOS DE UNIN

Un soldador es un trabajador tcnico altamente especializado cuya funcin principal, es asegurar efectivamente la calidad de los trabajos de fabricacin, construccin y montaje de equipos, estructuras e instalaciones en las que intervienen operaciones de soldadura. Algunos de los diferentes campos y reas industriales en las que participa el soldador son: Construccin y mantenimiento de instalaciones de generacin de energa; Plantas y equipos de procesos qumicos, refineras de petrleo; Lneas de tuberas para distribucin de petrleo y sus derivados; Puentes y edificios; Locomotoras y carros tanque de ferrocarril.

UNION DE MATERIALES

UNION MECANICA

SOLDADURA

SOLDADURA POR

RESISTENCIA

SOLDADURA POR FUSION

SOLDADURA FUERTE Y BLANDA UNION POR

ADHESIVOS

Operacin mtodo de trabajo clase de soldadura

Por fusin Por resistencia

Por capilaridad

SOLDADURA POR FUSION

FLAMA OFW

ARCO

GAS

GTAW (TIG)

GMAW (MIG-MAG)

PAW (Plasma)

FLUX

SMAW (Electrodo revestido)

SAW (Arco sumergido)

FCAW (Tubular)

CATEGORIA CALOR/ENERGIA PROTECCION PROCESO

ELECTRICA

SOLDADURA AL ARCO CON ELECTRODO REVESTIDO (SMAW)

Tambin es conocido como stick welding Este proceso opera por calentamiento del metal con un arco elctrico entre

el electrodo recubierto y el metal a ser unido. El arco provee calor o energa, par fundir el metal base, el metal de aporte y

el recubrimiento del electrodo. Conforme el arco de la soldadura progresa hacia la derecha, va dejando

detrs el metal fundido con una capa de escoria (evitar enfriamiento rpido). Esta escoria puede quedar atrapada entre pasadas.

El gas de proteccin es producido cuando el revestimiento del electrodo es calentado y descompuesto.

El electrodo revestido, es constituido por un ncleo de alambre cubierto con un flux granular adherido.

Tanto el electrodo de acero al carbono, como aquellos aceros de baja aleacin, esta conformado por el mismo alambre. La aleacin es provista desde el recubrimiento.

El recubrimiento seco, no es un conductor de electricidad.

Las principales caractersticas, ventajas y desventajas de los procesos de soldadura empleados industrialmente:

EMPLEO VENTAJA DESVENTAJAS

Espesores de 3 a 19 mm.

Simplicidad y ligereza del equipo.

Se puede emplear

en todas las

posiciones

Baja productividad

Tambin es muy conocido como soldadura MIG.

Generalmente es un proceso semiautomtico.

Tambin es usado en aplicaciones mecnicas y automticas (aplicaciones robticas).

Este proceso es caracterizado por el uso de un electrodo de alambre solido, alimentado en forma continua a travs de la pistola de soldadura.

El arco creado entre el alambre y la pieza de trabajo calentara y fundir el materia base y el material de aporte.

La proteccin de la soldadura es suministrada por una atmosfera de gas, la cual es emitida a travs de la pistola de soldadura y que proviene de una fuente externa.

Los gases de proteccin, pueden incluir tanto gases inertes (Argn, Helio), como gases reactivos (Oxigeno, dixido de carbono). La aplicacin ms econmica se da con el dixido de carbono.

El alambre es suministrado en bobinas (spools).

Para AWS, Los alambres son denotados con las le-tras ER, seguida por 2 o 3 nmeros, la letra S, un guion y un numero final. ER - 70S - 6

EMPLEO VENTAJA DESVENTAJAS

Se puede soldar todos

los metales y

aleaciones

comerciales

Mnima limpieza

despus de

soldar.

Se puede ver el arco.

Es posible soldar en todas

las posiciones.

Alta velocidad de trabajo

Equipo ms costoso y difcil

de transportar

que el de

SMAW

Es muy similar al GMAW, con la diferencia que el electrodo es tubular y contiene un fundente (flux) granular, en vez del alambre solido.

El alambre tubular es alimentado a travs del tubo de contacto de la pistola de soldadura, producindose un arco entre el electrodo y el metal base.

Conforme la soldadura avanza, se va depositando el metal solidificado que va cubierto con una capa de escoria, similar al proceso SMAW.

El proceso FCAW, puede ser usado con o sin gas de proteccin. Si la proteccin solo lo hace el electrodo se le denomina como self-shielding Algunos electrodos FCAW, requieren proteccin adicional con un gas.

Los electrodos FCAW se identifican con la letra E que esta referida a electrodo, seguido de nmeros y letra.

El primer digito, indica la resistencia mnima del material de aporte en 104 PSI (7 indicara 70,000 PSI). El segundo digito puedes ser 0 o 1, (0 significa que puede ser usado solamente en posicin plana u horizontal de filete), mientras que el 1, indica que el electrodo puede ser usado en cualquier posicin. E70T-1 E70T-4

EMPLEO VENTAJAS DESVENTAJA

S

Aceros al carbono y de

baja aleacin,

aceros

inoxidables y

hierros

fundidos. Se

emplea con o

sin gas externo

de proteccin

Se puede ver el arco.

Es posible soldar en todas las

posiciones.

Tasa de deposicin hasta 4

veces mayor que

SMAW

Mayor costo de equipo

comparado con

SMAW.

Necesidad de eliminar la escoria

entre pasadas.

SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO DE TUNGSTENO Y PROTECCION GASEOSA

(GTAW TIG)

Este proceso tiene diferencias interesantes con res-pecto a los anteriormente discutidos.

La caracterstica ms importante del GTAW es que el electrodo usado no ha sido desarrollado para ser consumido en el proceso.

Este electrodo es fabricado de Tungsteno puro o aleado y tiene la capacidad de resistir las muy altas temperaturas del arco.

El arco se produce entre el electrodo de Tungsteno y la pieza de trabajo.

El material de aporte puede ser requerido y algunas veces no ser necesario.

La proteccin del arco y del metal ser a travs del uso de un gas (tpicamente inerte), el cual fluye por la parte anular de la tobera.

No produce escoria, ya que no se usa fundente (flux).

EMPLEO VENTAJAS DESVENTAJAS

Casi todos los metales pueden

soldarse con este

mtodo.

Ofrece un control excelente de la

penetracin de la

pasada de raz.

Espesores de menos de 10 mm.

Se puede ver el arco.

Es posible soldar en todas las posiciones.

Libre de salpicaduras.

Inclusiones de tungsteno en las

uniones.

Tasas de deposicin menores que GMAW.

SAW.

Se requiere ms destreza

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO SAW

El ultimo de los procesos de soldadura ms comunes es el del arco sumergido (SAW).

Es el ms eficiente, si consideramos el ratio de deposicin de la soldadura.

Se caracteriza por ser un proceso de alimentacin continua de un electrodo de alambre, el cual provee un arco que se encuentra totalmente cubierto por una capa de fundente (flux) granular. Por ello se le conoce por dicho nombre (arco sumergido).

El sistema de alimentacin del alambre es muy parecido que el usado en los procesos GMAW y FCAW.

La diferencia esta en la proteccin, ya que el arco es protegido por un fundente (flux) granular. Este flux se deposita por delante o alrededor del alambre.

Una vez depositado el metal de soldadura, se forma en su exterior una capa de escoria y flux granular que cubre la soldadura. La escoria debe ser removida y descartada.

El flux puede ser reutilizado, verificando que se mantenga la composicin original.

EMPLEO VENTAJAS DESVENTAJAS

No es adecuado su

uso para soldar

metales de

menos de 6 mm.

de espesor.

No se puede ver el arco.

Bajo costo en mano de obra.

Slo en posicin plana y horizontal

Plasma es definido como gas ionizado.

Cualquier proceso al arco, implica la creacin de plasma, sin embargo el PAW, implica una alta intensidad de regin plasma.

A primera vista, el PAW podra ser confundido con el GTAW, debido a que el equipo es bastante similar.

Ambos usan la misma fuente de poder. La diferencia esta cuando se observa la antorcha de cerca.

Como se puede apreciar, la antorcha PAW tiene un orificio de Cobre, dentro de la tobera de cermica. Hay un gas plasma, que es forzado a travs de este orificio, haciendo que exista una constriccin del arco (haciendo el arco ms concentrado y por lo tanto ms intenso).

Existen dos categoras de operacin del arco plasma, el arco transferido y no transferido.

El arco transferido va del electrodo de W a la pieza de trabajo, el no transferido, del electrodo al orificio de Cobre.

SOLDADURA POR ELECTROESCORIA - ESW

Exhibe un altsimo ratio de deposicin comparado a los otros procesos de soldadura.

ESW se caracteriza por la unin de miembros de ex-tremo a extremo en posicin vertical.

La soldadura se efecta en un solo pase desde abajo hacia arriba, sin interrupciones.

A pesar que la progresin de la soldadura es vertical la posicin es considerada como plana (electrodo)

El metal fundido es soportado por zapatas laterales de Cobre, que son enfriadas con agua.

ESW no se considera una soldadura por arco. Se basa en el calentamiento de la resistencia del fundente fundido para fundir el metal base y el metal de aporte.

Se usa un arco inicial, que rpidamente se extingue cuando el fundente fundido provee el calor necesario.

ESW se usa para unir grandes secciones. Esta limitado esencialmente a la soldadura de aceros al carbono para espesores mayores a (19 mm).

Puede usarse desde un electrodo hasta una tira.

No requiere de una elaborada preparacin de junta, es suficiente una superficie rugosa cortada con llama. No hay distorsin angular (pasada nica), se mantiene la alineacin.

Limitaciones en el tiempo para armar el equipo, por lo que no es conveniente usar en espesores menores.

Puede presentarse porosidad gruesa, debido al fudente hmedo o la perdida de una de las zapatas.

SOLDADURA OXIACETILENICA - OAW

El acetileno es el nico gas combustible capaz de producir temperaturas suficientemente altas para una soldadura efectiva.

El proceso se produce con el apoyo de una llama, por eso es considerada como una soldadura qumica.

La reaccin qumica se encarga de efectuar la proteccin de la soldadura. El equipo es bastante simple, consta tanque de oxgeno, tanque de gas, reguladores de

presin, antorcha y mangueras de conexin. El acetileno gaseoso es extremadamente inestable a presiones que exceden los 15 PSI y

puede ocurrir una explosin inclusive sin la presencia del O2. Debido a que el cilindro de acetileno tiene un liquido, debe estar siempre parado para evitar

su fuga. La antorcha tiene una seccin que permite la mezcla regulada del oxgeno y el Acetileno, con

la asistencia de 2 vlvulas separadas. La soldadura de aceros al carbono, normalmente se efecta con una llama neutra. Una mayor cantidad de oxgeno, implica una llama oxidante, mientras que una mayor

proporcin de Acetileno, dar una llama carburante.

Soldadura oxigas (OFW) Soldadura oxiacetilnica

(OAW)

SOLDADURA POR RESISTENCIA - RW

RW es un grupo de procesos de soldadura que producen coalescencia en las superficies a unir con el calor obtenido de la resistencia de las piezas de trabajo al pasar la corriente de soldadura.

Sus aplicaciones cubren laminas metlicas hasta 1/8 (3 mm) de espesor. No requiere materiales de aporte o fundentes (fluxes).

Hay tres principales procesos de RW (Resistance spot welding / Soldadura por punto RSW, Resistance seam welding / Soldadura por costura RSEW, Projection welding / soldadura de proyeccin PW)

PROCESOS BRAZING Y SOLDERING

El proceso Brazing y Soldering, se realiza sin la fusin de los materiales base, solo se funde el mate-rial de aporte.

La diferencia entre ellos, es la temperatura en que funde el material de aporte.

Si el material de aporte funde sobre los 450 C (840 F), se considera Brazing, si funde debajo de los 450 C , se considera Soldering.

La junta Brazing, puede garantizar una resistencia igual o mayor que el metal base, debido a 2 factores.

La junta Brazing se disea para que tenga una gran rea de superficie.

La separacin de las piezas a unir se mantienen a un mnimo (mucho menores a 0.25 mm)

Para obtener un buen Brazing, es necesario limpiar cuidadosamente las superficies de la junta.

El material de aporte fluye por capilaridad.

Distintas configuraciones de juntas Brazing

Preforma

Material de aporte de la preforma que fluyo por accion capilar

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http://www.sprl.upv.es/msherramientas3.htm#p31 http://www.sprl.upv.es/msherramientas3.htm#p31