1. CURSO INSPECCION DE SOLDADURA
MODULO 1
PROCESOS DE SOLDADURA Y SIMBOLIZACION
1.- Soldadura oxiacetilénica.
2.- Soldadura por arco con electrodo recubierto (SMAW).
3.- Soldadura por arco con alambre continuo protegido con gas (GMW).
4.- Soldadura con electrodo de tungsteno protegido con gas (GTAW).
5.- Soldadura por arco sumergido (SAW).
6.- Diseño de las uniones soldadas
7.- Configuración de las uniones soldadas
8.- Regla de diseño de las uniones soldadas.
9.- Tipo de soldadura y de juntas soldadas.
10.-Símbolos de soldadura y símbolos de pruebas no destructivas.
a.-Símbolos de soldadura.
b.-Elementos de un símbolo de soldadura.
c.-Designación de la extensión de una soldadura, por medio de símbolos.
d.-Símbolos básicos de soldadura.
e.-Símbolos para indicar pruebas no destructivas.
11.- Anexo
Cuestionario de preguntas AWS
Exámenes propuestos en anteriores cursos.
2. SOLDADURA OXIACETILENICA
Su aplicación en la industria iniciada en el año 1907, constituyó una verdadera
revolución. El proceso se basa en la experiencia de Lavosieer, que data de finales
del siglo XVIII, sobre la combustión en una atmósfera de oxígeno de un hilo de
hierro previamente calentado. Se producía en su extremo un desprendimiento de
chispas y el oxido fundido formado se iba desprendiendo, poco hasta consumir
completamente el hilo.
La reacción de oxicorte es fuertemente exotérmica. El calor desprendido calienta
las zonas vecinas favoreciendo la continuidad de la reacción. El calor generado de
la combustión de oxígeno y acetileno, produce una temperatura aproximada de
3300º., que es suficiente para fundir la mayoría de los metales de uso industrial.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas
1.-Es un equipo portátil
2.-Suelda materiales ferrosos y no ferrosos.
3.-Con aditamentos especiales se puede cortar materiales ferrosos de gran
espesor con facilidad y rapidez.
4.-Con cambio de boquillas se puede hacer calentamientos en piezas diversas.
3. Desventajas:
1.-Es un proceso caro, comparándolo con otros procesos, su productividad es
menor.
2.-Produce deformaciones del metal base, esto por excesivo calentamiento que
sufre el metal base, pues la velocidad de avance es lenta.
3.-Para espesores mayores tiene la limitante que para lograr la fusión es
demasiado retardado y en ocasiones no produce la fusión debido a la
conductividad de calor que existe en el metal base.
4.-No hay guías para asegurar una correcta calibración de la llama neutra, el
ajuste se hace en base a métodos prácticos y de acuerdo a la experiencia del
soldador.
Tipos de llamas o flamas
Existen tres tipos de llamas producidas que son: la oxidante, la carburante, y la
neutra.
Llama oxidante
Es la que menos se usa, se caracteriza por que su dardo es más corto, de color
más azul y generalmente más puntiagudo que el de la llama normal. El abanico es
corto y tiene la tendencia de abrirse en el extremo, mientras que las llanas
normales y carbonizantes son de forma puntiaguda.
El exceso de oxígeno en la llama hace que la temperatura se eleve hasta 3550ºC ,
esta temperatura sería ventajosa si no fuera por el exceso de oxígeno y
especialmente a alta temperaturas tiende a combinarse con muchos metales
formando óxidos que son duros, quebradizos y de baja resistencia, por esta razón
debe evitarse llamas que incluso son ligeramente oxidantes.
Llama carburante.
Es llamada también carbonizante o reductora. Se caracteriza por contener un
exceso de acetileno. Siendo más rica en carbono, el exceso de acetileno al
aplicarse al metal fundido o caliente al rojo, tiende a combinarse con el acero
produciéndose una sustancia muy dura y quebradiza conocida como carburo de
hierro, este cambio químico hace que el metal de soldadura sea inadecuado para
muchas aplicaciones en se requiera doblar o deformarse.
Aún cuando tiene mucha aplicación, deberá evitarse cuando se suelden metales
que tiendan a absorber el carbono, principalmente los aceros al carbono.
Los fabricante de artículos para soldar especifican el exceso de acetileno en
función de la longitud del dardo o cono, por ejemplo 2x ó 1 /2x , etc., lo anterior
proporciona al fabricante de varillas de soldadura un método conveniente para
indicar al operario la cantidad exacta de acetileno en exceso que deba usarse.
4. Llama normal o neutra.
Se caracteriza por contener cantidades químicamente balanceadas de oxígeno y
acetileno que se combinan en el dardo o cono, para producir una llama con
temperaturas de 3200ºC. El dardo tiene un color azul claro y está rodeado por
una cubierta exterior o abanico de longitud mediana que se produce por la
combinación del oxigeno en el aire y el monóxido de carbono sobre calentado e
hidrógeno del dardo, sin embargo el calor puede variar debido a la presencia de
humos y polvos en el ambiente.
La ventaja de este tipo de llama es que altera muy poco las propiedades
metalúrgicas de los metales, una vez que el metal ha sido fundido se encontrará
que químicamente casi es el mismo antes que soldar
Equipo para soldadura oxiacetilénica
El equipo es diverso debido a las variaciones en los diseños de los diferentes
fabricante, pero se generaliza mencionando a los accesorios más comunes. El
equipo es un conjunto de elementos que agrupados nos permite producir la
combustión necesaria en proceso de soldadura, de una manera segura y eficiente.
Esta compuesto por:
Soplete, boquillas, manguera, reguladores o monorreductores
5. Soplete
Está formado por una empuñadura estriada, provista de llaves para oxígeno y gas
de precalentamiento y una palanca para el oxigeno de corte. El gas de
precalentamiento y el oxígeno se conducen desde los acoplamientos situados en
el cuerpo del soporte a través de tres tubos, dos de los cuales conducen el gas y
el oxigeno hasta la cabeza del soplete en la que se encuentran el inyector y la
cámara donde se realiza la mezcla de ambos. El tercer tubo conduce directamente
el oxigeno de corte desde el acoplamiento de la empuñadura hasta el orificio
central de la boquilla.
Boquillas
El cuerpo interior es de latón y lleva practicadas unas estrías exteriores por las
que circula la mezcla de oxígeno-gas de precalentamiento y un orificio interior por
donde fluye el oxígeno de corte. La boquilla tiene un protagonismo de tal
naturaleza que puede afirmarse que los avances conseguidos en calidad y
rendimiento de la operación de oxicorte se deben a mejoras en el diseño y
fabricación de estos elementos.
El perfecto rectificado del conjunto central de la boquilla consigue que el flujo del
oxígeno de corte sea laminar y no turbulento, pues en este último caso el
rendimiento puede llegar a ser inferior al 40%. Las boquillas de nuevo diseño,
como las de corte rápido, están basadas en el hecho que la velocidad de corte se
6. incrementa al aumentar la pureza del oxígeno, gas que puede contaminarse, al
entrar en contacto con los gases del entorno, por la formación de CO a partir del
carbono del acero y como consecuencia del mal estado de las canalizaciones.
Para aumentar con la boquilla la pureza del oxígeno de corte, se hace una
expansión al final del cilindro de corte, produciéndose una cortina circular de
oxigeno alrededor del chorro protegiéndole así de las impurezas circundantes.
Con este tipo de boquillas, se puede conseguir un aumento de velocidad de corte
de 80% al cortar una chapa de 10 mm de espesor.
Mangueras
Las mangueras deben reunir las siguientes características:
-Presión de trabajo: 22 Kg/cm².
-Capa interior de estanqueidad de 1.8 mm de espesor.
-Rodeando esta capa de estanqueidad, una malla textil que le confiere resistencia
a la presión.
-Capa exterior de protección de 2.1 mm de espesor, de diferentes colores para
oxígeno, propano o acetileno.
-Las conexiones para las mangueras de gas u oxigeno deben ser diferentes. Las
tuercas de acople deben ser “locas” para evitar que las mangueras se retuerzan
al roscarlas a ellas.
Reguladores
El regulador o manorreductor es un aparato para reducir la presión al valor
adecuado al espesor a cortar y que se conecta por rosca a una botella a la red. En
su interior consta de:
-Muelle, de constante característica según la presión de salida.
-Membrana variable, según la presión de salida.
-Diversos elementos de obturación.
Mecanización del oxicorte.
Con objeto de aumentar la productividad de la operación el sistema puede
montarse sobre una instalación más o menos automatizada, según la aplicación
concreta. Existen diversos tipos de máquinas e instalaciones. Los más conocidos
son:
-Maquina semiautomática para cortes rectos o curvos
Consisten en un carro transportador, de velocidad regulable, sobre el que se
monta el soplete, pudiendo guiar a mano, sobre una plantilla un carril o un
elemento giratorio.
-Mesa de corte recto, con sopletes múltiples.
Consta de un pórtico de traslación que rueda sobre unos carriles sobre el que se
montan varios sopletes, móviles a lo ancho del pórtico.
-Mesa de corte curvo, con sopletes múltiples.
Está formado formada por un pórtico que se traslada con velocidad regulable y
sobre el que se montan los sopletes de oxicorte, los cuales se mueven
mecánicamente guiados a través de los siguientes posibles sistemas:
-Sistema de pantógrafos.
7. -Sistema de célula fotoeléctrica que se mueve a lo largo de la línea del dibujo que
se desea reproducir a escala 1:1 o 1:10.
-sistema de control numérico, en el cual los movimientos de pórtico y sopletes se
mandan por ordenador a través de una cinta perforada.
Figura: máquina de oxicorte con sistema de pantógrafo
Oxicorte Oxicorte plasma
Instalación para corte de injertos de tubos.
Está formado por un brazo articulado con un soporte, dirigido a través de:
-Sistema mecánico.
-Un sistema de control numérico que opera previo conocimiento de los radios de
los tubos, el ángulo de intersección y el ángulo de chaflán mínimo y máximo.
8. CORTE CON PLASMA
FUNDAMENTOS DEL CORTE CON PLASMA.
El fundamento es diferente al de oxicorte. Este último se produce como
consecuencia de la combustión del acero previamente calentado en una atmósfera
de oxigeno puro mientras que el corte con plasma se realiza a altísimas
temperaturas que se generan dentro del plasma, de hasta 50,000 º que funden
casi instantáneamente y llegan a volatilizar el material. El plasma se produce
cuando un chorro de gas inicialmente frío se calienta con un arco eléctrico y se le
hace pasar por un orificio estrecho para reducir su sección. Se forma de esta
manera un conductor eléctrico gaseoso de alta densidad de energía, formado por
una mezcla de electrones libres, iones positivos, átomos disociados y moléculas
del gas denominado plasma.
El chorro gas-plasma es conducido eléctricamente desde el cátodo de tungsteno o
boquilla electrodo hasta la pieza a cortar, conectada eléctricamente para que
haga de ánodo. Como la pieza esta fría parte del gas ionizado se desioniza y
transfiere su energía en forma de calor al material a cortar. El corte se produce
como consecuencia de la alta aportación energética confinada en una reducida
sección a través de un chorro de gas-plasma a alta velocidad, aproximadamente a
la del sonido, que al chocar con la pieza a cortar expulsa rápidamente el material
fundido y volatilizado produciendo un corte limpio.
Podemos describir la configuración del gas –plasma diferenciando las dos zonas:
la envolvente y la central.
La zona envolvente es una capa anular fría, sin ionizar y en contacto con las
paredes de la boquilla, con las misiones de aislarla eléctricamente de la zona
interior del chorro, confinar el arco a la región de la columna-plasma y contribuir a
la refrigeración de la boquilla.
9. La zona central tiene dos capas, una periférica constituida por un anillo de gas
caliente no suficientemente conductor y la columna de plasma que es donde el
gas presenta alta conductividad térmica, la mayor densidad de partículas
ionizadas y las más altas temperaturas, entre 10,000 y 30,000 ºC. Debido a que
el campo magnético producido por la corriente eléctrica del plasma comprime la
columna del arco, aumentando su resistencia eléctrica y por consiguiente el
número de choques entre sus partículas.
Las variables del proceso son:
1.-El caudal y la presión de los gases.
2.-El gas o gases empleados.
3.-Distancia boquilla pieza.
4.-Velocidad de corte.
5.-Energía empleada o intensidad del arco.
Respecto a los gases utilizados el nitrógeno es el que mejor se comporta respecto
a la calidad de corte. En cuanto a la energía empleada y la velocidad son las
variables que hay que ajustar para cada material y espesor. En los equipos
modernos, la presión de los gases y la distancia de la boquilla a la pieza pueden
mantenerse constantes.
Se puede controlar la temperatura en el plasma, pues este crece con el producto
V X I (tensión por intensidad). Como tensión del arco crece con el mayor o menor
estrangulamiento de la columna, con el aumento de la presión y del caudal de los
gases aportados, podemos conseguir temperaturas elevadas con caudales
moderados modificando los factores descritos. Otra característica de este arco-
plasma es la estabilidad direccional de la columna, que se mantiene sin cambiar
de dirección frente a corrientes de aire, campos magnéticos, etc, debido a que el
haz de gas sale de la boquilla a velocidades sónicas que tienden a mantener la
10. columna de plasma sin apenas divergencia, como se observa en la figura, hasta
que llega a la pieza acortar.
Existen dos tipos de arco-plasma, el no transferido y el transferido.
El arco-plasma no transferido, se produce cuando el arco salta entre el
electrodo y la boquilla conectada al polo positivo de la fuente de corriente a través
de una resistencia eléctrica. Para conseguir hacer saltar el arco plasma es
necesario disminuir la distancia entre la boquilla y la pieza.
11. Arco plasma transferido, se origina estableciendo previamente un arco piloto de
cebado entre el electrodo y la boquilla. En el momento que el arco se forma entre
la boquilla y la pieza, el piloto se apaga automáticamente por medio de un relé y al
mismo tiempo se conecta la pieza al polo positivo, quedando estabilizado el arco –
plasma. Ver figura anterior.
Modalidades de corte con plasma
Toda la tecnología se basa en el diseño de las boquillas o porta electrodos. Los
avances introducidos en el tiempo han permitido mejorar la calidad de corte,
aumentando su velocidad, simplificando los gases utilizados y reduciendo los
costos de los elementos consumibles de la boquilla hasta llegar a conseguir que el
corte con plasma sea circunstancialmente en los aceros al carbono más rentable
que el oxicorte.
Corte con plasma de aire
El gas que emplea es aire. Los electrodos deben ser de zirconio o hafnio. Mejora
la velocidad un 25 % y se suele aplicar sólo para aceros inoxidables y aluminio,
porque para otros materiales tiene el inconveniente que las superficies de corte
resultan muy oxidadas.
Corte con inyección de oxigeno
Se utiliza como gas de corte el nitrógeno en el cebado e introduce el oxigeno en el
momento en que se produce el chorro-plasma . Se aplica para aceros al carbono y
se usa como gas, una mezcla formada por 80% N2 + 20% de O2, lo cual
incrementa la velocidad de corte y aumente considerablemente la vida de los
12. electrodos. Sin embargo presenta el inconveniente que el corte no es recto y una
escasa duración de la boquilla.
Corte con plasma “Doble Flujo”
Añade un segundo gas de protección alrededor de la boquilla y utiliza una cápsula
protectora de cerámica que la protege del arco doble. Como gas de corte se usa
nitrógeno y como gas de protección CO2, aire, argón – hidrógeno, etc. , en
función del metal a cortar. Con este sistema se mejora la velocidad de corte pero
la calidad no es excelente y el gasto de consumible alto.
Corte con inyección de agua
En este procedimiento se inyecta agua de forma radial y laminar. El efecto radial
produce una mejor constricción del plasma con lo que se consigue más
perpendicularidad en el corte y mayor velocidad. Utiliza nitrógeno para todo tipo de
materiales. Entre el plasma y el agua inyectada se produce una capa de vapor que
tiene el mismo principio que hace que una gota baile en una sartén caliente, en
vez de evaporarse. Esta capa incrementa la duración de la boquilla, debido a que
hace de aislante y permite además que la parte inferior de la misma sea de
material cerámico para evitar el “doble arco” .
Aplicaciones
Al principio el usos de corte con plasma se centró en los aceros inoxidables y
aleaciones de aluminio. Como el proceso no depende de una reacción química
entre el gas y la pieza como en el oxicorte y las temperaturas extraordinariamente
altas, el corte por plasma puede aplicarse a cualquier metal eléctricamente
conductor sin limitaciones, incluso a aquellos que resisten el oxicorte tales como el
magnesio, titanio, cobre, níquel y aleaciones de cobre y níquel.
La rápida velocidad de corte provoca en el material una incidencia térmica mínima.
Los aceros al carbono muestran cambios estructurales hasta una profundidad de
0.2 mm. Los inoxidables austeníticos, en buena lógica, no presentan cambios en
la estructura. En el aluminio aparece una fusión incipiente en los límites de grano
hasta 0.2 mm de la superficie cortada con plasma.
Para ofrecer una idea de la potencia de este proceso puede cortarse sin ningún
problema acero inoxidable hasta 100 mm y aleaciones de aluminio hasta 150 mm
de espesor. El consumo de corriente eléctrica es reducido.
Por medio de plasmágeno puede emplearse cualquier gas o mezcla de gasas con
tal que no perjudiquen ni al electrodo de tungsteno ni a la pieza a cortar.
Este procedimiento es el más empleado en grandes talleres que utilizan pórticos
de corte automático, en donde debido a las intensidades de arco empleadas, del
orden de 660 A, se procede a cortar la pieza sumergida en agua , para evitar
13. contaminación de humos tóxicos, partículas metálicas en suspensión, altos
niveles de luminosidad y de ruido. Se consiguen velocidades cuatro veces
mayores que las equivalentes con oxicorte y menores deformaciones por el calor,
sobre todo en chapas finas. En acero al carbono y a pesar del mayor precio de sus
consumibles, el corte con plasma es más rentable que el oxicorte hasta espesores
de 20 a 25 mm., según sea necesario perforar la chapa un mayor o menor número
de veces.
Para menores intensidades también se utiliza mucho en la industria el corte con
plasma “Doble Flujo” con inyección del gas girando alrededor del electrodo.
CORTE CON LASER
Láser es una palabra compuesta por las iniciales Light Amplification by Stimulated
Emisión of Radiation y consiste en la ampliación de un rayo luminosos dentro de
una cavidad resonante, que actúa como cámara de reacción, limitada por dos
espejos, uno reflectante y otro sólo parcialmente. El haz de láser se extrae de este
último.
Instalación
El haz se focaliza con ayuda de una lente o de un espejo parabólico de manera
que se produzca la fusión de una pequeña zona del material. La operación se
asiste con un chorro de gas a presión que actúa:
14. -Por acción mecánica: al crear una fuerza superior a la de la tensión superficial
que mantiene le material líquido sobre el sólido, de forma que evacue el metal
fundido los humos y los vapores producidos en la combustión.
-Por acción química: en el caso que el gas reaccione con el material a cortar.
Si se utiliza oxígeno se consiguen máximas velocidades de corte en aceros al
carbono, aleados e inoxidables, titanio y sus aleaciones. Si se desea impedir la
oxidación de la superficie cortada debe emplearse un gas inerte, como Helio o
argón. En ambos casos el gas de corte, protege las ópticas contra las
proyecciones del material fundido, humos y gases de la combustión.
El corte que puede realizarse en la atmósfera, se produce con independencia de
las propiedades mecánicas del material. El haz actúa como una herramienta
puntual pero sin contacto con la pieza. El proceso es limpio y silencioso. La zona
afectada es muy estrecha y la pieza prácticamente no sufre deformaciones. El
contorno puede ser de cualquier forma y complejidad.
Aplicaciones
El láser puede cortar metales, plásticos, madera, textiles, cuero, vidrio, caucho y
cerámica, con ventaja sobre otros procedimientos.
Las velocidades típicas están entre 1 y 10 m /min., con una reducida anchura de
corte entre 0.2 y 0.4 mm.
El láser permite el corte de acero hasta espesores de 13 mm con 1.5 KW llegando
a los 20 mm con 2.5 KW de potencia. Con potentes láser de CO2 se llega a
alcanzar hasta los 30 mm.
15. PROCESOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO RECUBIERTO (SMAW)
Es un proceso que utiliza como fuente de calor un arco eléctrico y para protección
del metal fundido se genera una atmósfera protectora producida por la combustión
del revestimiento del electrodo. La energía para soldar proviene de una máquina
de corriente la cual forma un circuito eléctrico. Este circuito se cierra al hacer
contacto la pieza con el electrodo.
El arco formado es la parte donde el circuito encuentra mayor resistencia y es
donde se genera la fuente de calor (aproximadamente 3600º. Este proceso es
ampliamente usado en la construcción de barcos, ferrocarriles, estructuras
metálicas, etc.
CIRCUITO ELECTRICO DEL PROCESO DE SOLDADURA POR ELECTRODO
RECUBIERTO
16. ELECTRODOS DE SOLDADURA
RECUBRIMIENTOS
FUNCIONES DEL RECUBRIMIENTO
El recubrimiento de un determinado electrodo es una combinación compleja de
materiales. La composición de un revestimiento comprende, silicatos, carbonatos,
hidratos, carbohidratos, ferroaleaciones y otros elementos. Las funciones del
recubrimiento son :
1.-Estabilizar el arco eléctrico y disminuir el chisporroteo.
2.-Limpiar y desoxidar el metal fundido, del metal de aporte y de la pieza a soldar.
3.-Proteger a la soldadura del oxígeno y nitrógeno existentes en el medio
ambiente evitando así la formación de óxidos y nitruros que son perjudiciales para
la soldadura.
4.-Romper la tensión superficial de las gotas del metal de aporte, permitiendo la
unión con el metal base.
5.-Formar una capa de escoria que protege al metal caliente de la oxidación.
6.-Evitar un enfriamiento brusco del metal sólido, gracias a la capa de escoria.
7.-Agregar elementos de aleación para mejorar las características químicas y
mecánicas del metal aportado.
COMPONENTES DEL RECUBRIMIENTO
Los componentes del recubrimiento tienen una o varías formas de actuar y estas
son las principales:
1.-Materiales ionizantes
2.-Generadores de gas protector
3.-Productores de escoria
4.-Aleaciones
5.-Aglutinantes
1.-Materiales Ionizantes
Facilitan el encendido del arco, producen una evaporación que aumenta la
conductividad eléctrica del arco, sin importar la posición de soldadura, hacen
17. que la transferencia del metal fundido del electrodo sea de una manera más
fácil y uniforme.
Componentes de los revestimientos: combinaciones de potasio, sodio, litio,
calcio
2.-Generadores de gases protectores
Deben contener elementos que formen una cortina de gas o de vapor que
protege la soldadura, de los gases de la atmósfera principalmente oxígeno,
nitrógeno, hidrógeno que se combinan fácilmente en la zona de fusión.
Los generadores de protector son:
Grafito, polvo de carbón vegetal, fibra de papel, materias de celulosa, almidón,
hidratos de carbono, acetato de anilo, carbonillos de hierro y manganeso,
hidruro metálicos, carburos metálicos, carbonatos de calcio y magnesio.
Limpiadores
Para eliminar hidrógeno: oxido de titanio y el ferrotitanio.
Estos compuestos se combinan con el hidrógeno de la fusión y luego suben
a la escoria.
Desoxidantes son:
Ferro-manganeso, ferro-silicio, ferro-vanadio, carburo de manganeso, carburo
de silicio, carburo de hierro. Sirven los compuestos que ceden carbono para
que este se combine con el oxigeno de la soldadura y se forme CO y CO2 que
son los gases saliendo de la soldadura.
3.-Productos de Escoria
Estas escorias deben ser de poca densidad para que suban a la superficie
fácilmente. Las escorias deben extenderse uniformemente sobre la soldadura
para que el enfriamiento sea lento y uniforme. También de proteger del
oxígeno y del hidrógeno del aire.
Cuando resulta una escoria gruesa, el enfriamiento es más lento y da tiempo a
que salga el gas atrapado en la soldadura. Las escorias deben separarse
fácilmente o solas.
Como formadores de escoria se utiliza:
Carbonatos cálcicos, y de magnesia, boratos, fluoruros, silicatos de hierro,
calcio, aluminio y magnesia, acetatos y nitratos de metales, feldespatos, arena,
piedra caliza dolomita, magnesita, espato fluor, arcillas, minerales de
manganeso, amianto blanco.
18. Componentes del revestimiento
4.- Materiales de aleación
Estos actúan como componentes de aleación y como depuradores,
principalmente desoxidantes.
Como reductores de óxidos de Fe empleamos:
Ferro-aleaciones de manganeso, silicio, aluminio, titanio y vanadio.
Para disminuir el nitrógeno:
Silicio y en menor grado manganeso, cobre y níquel.
Aleaciones
Como ferro-aleaciones para la soldadura:
Son pocas las ferro-aleaciones que penetran y se mezclan con la soldadura,
los más fáciles de alear son ferro-cromo y níquel.
5.-Aglutinantes
La cubierta debe ser resistente y sólida, esto es no estallar o desprenderse ni
ser hidroscópica. Para ligar la mezcla de los minerales entre sí sobre el
alambre se emplean :
-Aglutinantes orgánicos como dextrina, goma laca, resinas de fenol.
-Aglutinantes inorgánicos como silicato sódico o potásico.
19. FUENTES DE PODER
TRANSFORMADOR (CORRIENTE ALTERNA)
Su función principal es de reducir el alto voltaje y aumentar el bajo amperaje
existente en la línea de alimentación, entregando un bajo voltaje y un alto
amperaje.
Ventajas :
-Bajo costo de adquisición
-Mayor duración y menor gasto de mantenimiento.
-Menor influencia del soplo magnético.
TRANSFORMADOR RECTIFICADOR
Estas máquina tienen en el devanado secundario un rectificador que generalmente
es de silicio selenio. La función del rectificador es dejar pasar la corriente en un
solo sentido, obteniéndose la corriente rectificada o directa. Los transformadores
rectificadores los encontramos en bobina móvil, este tipo de máquinas son muy
versátiles ya que entregan C.A. ó C.C. según se requiera.
Ventajas:
Pueden disponer de ambas corrientes alterna y continua.
Suministra corriente de gran estabilidad y afinada regulación, especialmente en los
rangos bajos.
Desventajas:
Consumen más energía que el generador.
20. Generador
Estas máquinas producen corriente continua de baja tensión. Están compuestas
por un motor con el cual es posible la obtención de energía mecánica bajo la
forma de movimiento giratorio.
Este movimiento es transmitido mediante un eje común al generador propiamente
dicho y permite obtener de éste la corriente para la soldadura. Existe n dos tipos
de generadores, los accionados por motor de combustión interna y los accionados
por motor eléctrico.
Ventajas:
Posee estabilidad en el arco
Dispone de la polaridad que el electrodo requiere.
Tensión constante de salida, la cual da buena presentación en la soldadura.
Su mayor ventaja es la posibilidad de soldar en lugares donde no hay electricidad.
Desventajas:
Requieren de mantenimiento frecuente.
Su uso esta limitado por su alto costo.
SOLDADURA POR ARCO CON ALAMBRE CONTINUO PROTEGIDO CON GAS
Es un proceso en el que se emplea alambre de diámetro pequeño protegido por
gas y constantemente alimentado hacia el arco. La protección de la soldadura y el
metal alrededor es por una atmósfera creada por un flujo de gas que sale de la
pistola de soldar
Este proceso suelda todas las posiciones y ha sido diseñado para soldadura de
producción, generalmente para metales ferrosos.
21. En el proceso de soldadura eléctrica de micro-alambre se utiliza alambre-electrodo
sólido con diámetro generalmente de 0.030” y 0.045”.
Utilizando alambre fino se redujo el calor del arco, sin embargo la densidad de
corriente mantenida en el alambre-electrodo fue aumentada grandemente. La
reducción del electrodo produce un charco de soldadura pequeño. La alta
densidad de corriente en el arco permitió un control más fácil de la dirección del
arco, esto hace posible la realización del proceso de soldadura en todas las
posiciones.
Originalmente se usó solamente gas CO2 para la protección de la soldadura y
todavía es muy empleado actualmente, también se emplea mezclas de gases, los
mas usados son. Argón 75% y Co2 25% argón con oxígeno 5% máximo.
VENTAJAS DEL PROCESO MICRO-ALAMBRE
Este proceso ofrece muchas ventajas para los trabajos de soldadura, desde los
mas pequeños hasta los de lata producción comparado con otros procesos de
soldadura, como la soldadura de resistencia eléctrica, arco sumergido, de lectrodo
de tungsteno y electrodo recubierto. Algunas ventajas del proceso:
-El arco es siempre visible para el soldador.
-El gas de protección CO2 es menos costoso que otros gases o medios de
protección.
-La pistola y los cables de soldadura semiautomática son ligeros, haciendo muy
fácil su manipulación y reduciendo la fatiga del operador.
-Se puede aplicar en todas las posiciones.
-No emplea fundentes, por lo que no hay necesidad de quitar escoria.
-Produce mínima cantidad de salpicaduras.
-Depósitos de excelente presentación, no requieren preparación de superficie.
-Se depositan cordones de soldadura muy angostos, por lo que la zona afectada
por el calor es menor y también menores serán las distorsiones.
-La soldadura es de calidad radiográfica o de bajo hidrógeno.
-El proceso puede ser automático o semiautomático.
-Tiene alto rendimiento de metal de aporte, se deposita el 95% de alambre.
-Proporciona alta producción, el tiempo de trabajo se puede reducir en 50%
comparado con electrodo revestido.
CARACTERÍSTICAS DE LA SOLDADURA
L a soldadura de arco con gas de protección puede ser dividida en cuatro
categorías, basadas en le modo de transferencia del metal empleado. Los
métodos son conocidos como transferencia tipo rocío, rocío intermitente, globular
y corto circuito.
La transferencia por rocío, rocío intermitente y globular ocurren como gotas
provenientes del electrodo en rocío fino o como glóbulos. Las gotas o glóbulos se
22. transfieren a lo largo de la columna del arco hacia el charco. En la transferencia
por corto circuito el electrodo es depositado durante frecuentes cortos circuitos del
electrodo al charco.
SOLDADURA DE ARCO CON ELECTRODO DE TUNGSTENO PROTEGIDO
CON GAS (GTAW)
Es un proceso de soldadura con arco donde la coalición se produce por el
calentamiento con un arco entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y el
material de trabajo, la protección se obtiene de un gas inerte o una mezcla de
gases suministrados externamente.
Se aporta una varilla como material de relleno. En este tipo de soldadura el
electrodo es de tungsteno, pues tiene un alto punto de fusión (3315 ºC) y durante
el proceso de soldadura el electrodo es enfriado con una circulación de agua por
lo que puede soportar la alta temperatura del arco eléctrico.
Para soldar por el proceso TIG se emplea una máquina de soldar de diseño
especial. Puede ser un rectificador con CA / CC o un generador de corriente
continua con una unidad de alta frecuencia. La selección del tipo de corriente
depende del tipo de material a soldar. La corriente alterna se recomienda para el
aluminio y magnesio y corriente continua es utilizado para soldar aceros
inoxidables, hierro fundido, acero dulce, cobre níquel y aleaciones de plata. Una
máquina TIG opera con un amperaje de 3 a 350 amperios con 10 a 35 voltios y un
ciclo de servicio de 60 %. Es posible hacer uso de máquinas TIG de Ca o CC,
diseñadas principalmente para electrodos revestidos, adicionando un dispositivo
para alta frecuencia. Pero los mejores resultados se obtienen con máquinas de
soldar diseñada para soldadura TIG.
23. VENTAJAS PRINCIPALES DEL PROCESO TIG
-No usa fundentes, por lo que no deja escorias.
-Suelda en espesores muy finos.
-No produce salpicaduras durante la aplicación.
-Produce soldaduras más duras y limpias que otros procesos.
EQUIPO DEL PROCESO TIG
Los componentes para el proceso TIG son
1.-Máquina de soldar (welding power)
2.-Pistola y electrodos de tungsteno
3.-Alambres para el metal de relleno
4.-Gas protector
Características del gas de protección
El gas inerte argón, helio o una mezcla de ambos protege de los gases de la
atmósfera. El más utilizado es el argón por la facilidad de obtenerlo y por ser mas
pesado que el helio, proporciona mejor protección a menor grado de presión.
Electrodos
Los electrodos usados son de tungsteno puro y de aleaciones de tungsteno con
1.2% de torio, que tiene larga vida. Los de tungsteno con zirconio se emplean para
el aluminio. El punto de fusión es 3315 ºC y prácticamente no se consumen. Este
electrodo no toca el baño líquido.
24. Metal de aporte.
El metal de aporte puede ser aportado o no y es suministrado manualmente o
automáticamente. Normalmente es usado con la excepción en que se suelden
láminas delgadas y la composición debe estar de acuerdo al metal base. Los
diámetros dependen del espesor del metal base y de la corriente que se utiliza
Soplete TIG
El soplete TIG tiene la función de sujetar el electrodo de tungsteno y dirige el gaas
de protector y la energía de soldar al arco. Estas pistolas son enfriadas por agua o
aire y esto depende del amperaje y de la corriente que se esta utilizando,
normalmente se usan pistolas enfriadas con agua.
SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO
Este tipo de proceso es la mejor opción, entre todos los procesos de soldadura de
arco en posición plana y horizontal en cuanto se refiere a velocidad, cantidad de
metal depositado. Este proceso no requiere de gran destreza manual de
aplicación, como el proceso de arco manual con electrodo revestido recubierto,
TIG, MIG, etc.
La destreza del operador de este tipo de proceso esta basado en los
conocimientos de los parámetros de soldadura como son el amperaje, voltaje,
velocidad de aporte, de acuerdo al espesor del material, tipo de alambre y calidad
del fundente.
En este tipo de proceso el material de aporte utilizado es alambre desnudo y con
aplicación de fundente. La función del fundente es recubrir el arco de soldadura y
protegerlo de los agentes contaminantes de la atmósfera.
25. La ventaja principal de este proceso es la rapidez de aplicación de la soldadura
con un 60 a 70 % más rápido que la soldadura convencional. La causa de esta
ventaja es el uso de corrientes de operación altas, por consecuencia corresponde
una mayor velocidad de soldadura para evitar las deformaciones del material.
Este proceso de soldadura es usado normalmente en piezas donde lo que se
requiere son altas velocidades de deposición del metal de aporte, alta penetración
y garantía de calidad. Dada su alta penetración las uniones a tope desde 3 mm
hasta 16 mm no necesitan bisel, concediendo a los usuarios un enorme ahorro de
tiempo y costos en la preparación de estos.
Este método es útil en las uniones de estructuras pesadas, tanques de depósitos
de refinerías, construcciones navales, plantas de doble junta de tuberías para
gaseoductos, construcción de calderas, fabricas de tubos, etc.
El proceso por arco sumergido tiene su campo de aplicación en posición plana y
horizontal. En la posición plana es usado en soldadura de placas con juntas a tope
26. con y sin bisel, en pequeños y grandes espesores, en soldaduras de ángulo,
circunferenciales y longitudinales de tuberías. En la posición horizontal ofrece
excelentes resultados en la construcción de tanques de almacenamiento de
petróleo y sus derivados, sean estos grandes (140,000 Ton de portada) o chicos
(100 Ton.).
PARÁMETROS OPERACIONALES
1.-Amperaje de soldadura
2.-Voltaje
3.-Tipos de fundentes
4.-Velocidad de soldadura
5.-Diámetro y tipo de alambre
6.-Fundentes.
Durante la soldadura, el operador debe saber corregir en forma rápida, alguna
eventual imperfección que afecte la acción de la soldadura porque el éxito del
trabajo depende del control completo de los parámetros operacionales.
Cuando hay variación en la aplicación de la soldadura, por ejemplo de un pase ,
de doble pase, etc, hay también variación en los parámetros operacionales.
Amperaje y voltaje están relacionados con la velocidad de avance de soldadura y
por supuesto al diámetros del alambre.
Efecto de los parámetros operacionales en la formación de un cordón de
soldadura
AMPERAJE (INTENSIDAD DE SOLDADURA)
Es el elemento que tiene mayor influencia en el proceso automático, porque
alimenta la velocidad del alambre a la medida de su fusión y permite regular la
penetración del depósito según la intensidad aplicada. El uso de exceso de
amperaje, provoca mucha penetración, un excesivo refuerzo y en consecuencia
una deformación de la pieza soldada. El uso de bajo amperaje produce falta de
penetración e incompleta fusión.
Cuidados que se deben tener con el uso del amperaje:
1.-Con el aumento del amperaje se consigue una mayor fusión y aumento de
penetración en la profundidad del metal base.
2.-El uso de amperaje excesivo produce demasiada fusión, excesiva penetración,
socavación, cordones demasiados angostos y desfondamiento.
3.-El uso de amperajes demasiados bajos, producen inestabilidad del arco, falta
de fusión y falta de penetración.
27. VOLTAJE (TENSIÓN DE SOLDADURA)
El objetivo es la variación de la longitud del arco entre el alambre electrodo y el
metal de soldadura en fusión, determinando así, la forma del cordón, su sección
transversal y la apariencia externa.
Los efectos del voltaje se pueden demostrar en esta forma:
1.-Si aumentamos la intensidad de corriente (más voltaje) como consecuencia
obtendremos una mayor longitud del arco.
2.-Si por el contrario, aplicamos una menor intensidad, obtendremos una menor
longitud de arco.
En síntesis podemos decir que aplicando el voltaje adecuado, con un amperaje
constante y correcta velocidad de avance de soldadura, obtendremos un cordón
liso, extendido y sin socavaciones. Tendremos un consumo de fundente normal.
Una reducción de la porosidad, provocadas por las escamas de fundición
presentes en el arco. Además el metal de aporte capta los elementos aleantes
presentes en el fundente.
Con alto voltaje (demasiada longitud de arc), se producen cordones de soldadura
sujetos a rotura. Difícil remoción de escoria de la soldadura. Cordones de
soldadura cóncavos, sujetos a roturas y socavación en los lados del fundente.
El uso de voltajes bajos produce baja longitud del arco, cordones abultados,
inclusiones de escoria, dificultad en la remoción de la misma y menor consumo del
fundente.
VELOCIDAD DE AVANCE DE SOLDADURA
Es el ajuste del ancho del cordón y límite de penetración, sin embargo todo está
relacionado con la intensidad y tensión de soldadura y tipo de fundente.
Si en la aplicación de un cordón de soldadura aplicamos los cuatro factores
correctos, como son el diámetro del alambre, voltaje, amperaje y fundente, pero la
velocidad de avance es demasiado rápida, obtendremos una soldadura poco
pareja y uniforme, porque la velocidad del cordón impidió o no le dio al arco el
tiempo de fusión necesario para fundir adecuadamente en el metal base.
Si mantenemos sin variación los cuatro factores mencionados anteriormente y
aplicamos una velocidad de avance demasiado baja, el resultado será un cordón
de forma convexa con tendencia a la rotura.
La velocidad baja de avance expone excesivamente la unión a una intensidad del
arco excesiva e impide la salida de los gases del metal en fusión que quedan
atrapados en el interior del cordón de soldadura. Además puede producir
desfondamiento por excesiva exposición del calor, socavaciones e inclusiones de
escoria.
28. ALAMBRE DE APORTE (ELECTRODO)
Se dispone en el mercado de una variedad de alambres de soldadura para los
distintos de aceros. El alambre puede ser sólido y o compuesto, similar al alambre
tubular. El sólido por lo general alambre de bajo carbono o de baja aleación,
mayores aleaciones se pueden obtener con ayuda del fundente. Estos alambres
están cobrizados para evitar la oxidación, excepto los que son resistentes a la
corrosión. Los alambres de electrodo tubular contienen en su interior fundente y
algunos elementos aleantes y son usados generalmente para revestimientos de
dureza como abrasión, compresión, etc.
29. DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
El objetivo de la unión soldada es el transferir esfuerzos entre los miembros y a
través de la construcción soldada. Las fuerzas y las cargas se introducen en
distintos puntos y se transmiten a diferentes áreas a través de la construcción
soldada.
La resistencia de la unión soldada depende no sólo del tamaño de la soldadura
sino también de la resistencia del metal de soldadura.
Hay muchos factores que se deben considerar al diseñar una unión soldada.
Muchos influyen sobre la economía de la unión, la resistencia y la capacidad del
soldador.
Mencionaremos los siguientes factores:
-El área debe ser lo más pequeño posible.
-Preparación de los bordes, se preparan por corte o cizallamiento, corte con
soplete y maquinado.
-El corte por cizallamiento es el más económico, sin embargo hay limitaciones de
espesor.
-El corte con soplete es el más común
-El maquinado emplea un equipo caro, generalmente se usa para uniones tipo J y
U.
-Proceso de soldadura a emplear.
-Posición para soldar
-La accesibilidad para soldar.
-La distorsión de la soldadura.
30. 1.-ANGULO DE BISEL: El ángulo formado entre la orilla preparada de un miembro
y un plano perpendicular a la superficie del miembro
2.-ANGULO DE SURCO: El ángulo total incluido el bisel entre las partes por unir
por una soldadura de bisel.
3.-CARA DE BISEL: La superficie de un miembro incluida en el bisel.
4.-CARA DE LA RAIZ: Aquella parte de la cara del bisel adyacente a la raíz de la
unión.
5.-ABERTURA DE LA RAIZ: La separación entre los miembros por unir en al raíz
de la unión.
SOLDADURA DE BISEL
31. SOLDADURA DE CHAFLAN
1.-METAL BASE : Metal por soldar
2.-LINEA DE UNION: El empalme de soldadura y el metal base.
3.-PROFUNDIDAD DE FUSION: La distancia que alcanza la fusión en el metal
base.
4.-CARA DE LA SOLDADURA: La superficie expuesta de una soldadura en el lado
desde el cual se soldó.
5.-LADO DE UNA SOLDADURA DE CHAFLAN: La distancia desde la raíz de la
unión hasta el borde de la soldadura de chaflán.
6.-RAIZ DE UNA SOLDADURA: El punto o puntos, en una sección transversal en
el cual el fondo de la soldadura intersecta la superficie o superficies del metal
base.
7.-GARGANTA DE UNA SOLDADURA CHAFLAN: La distancia más corta desde
la raíz de la soldadura de chaflán hasta su cara.
8.-ORILLA DE UNA SOLDADURA: El empalme entre la cara de una soldadura y el
metal base.
33. CONFIGURACIÓN DE LAS UNIONES SOLDADAS
Antes de iniciar el proceso de soldadura, el supervisor de soldadura puede ser
requerido para inspeccionar la configuración de la unión.
Este es uno de los aspectos más importante de la inspección de la soldadura, por
lo que es posible detectar problemas potenciales. Cuando se descubren en esta
etapa problemas, estos pueden ser corregidos, evitando gastos innecesarios en
tiempo, materiales y mano de obra.
Cuando un supervisor de soldadura está realizando la inspección de la unión, es
necesario que conozca las diferencias entre los diversos tipos de uniones.
Una unión es “La unión de miembros o bordes de miembros que serán unidos”.
Las partes que se unen para producir la construcción soldada pueden estar en la
forma de placa soldada, laminada, forma estructural, tubo, pueden ser fundiciones,
piezas forjadas o lingotes.
Existen cinco tipos básicos de uniones
1.-UNION A TOPE (B)
Una unión entre dos miembros alineados aproximadamente en el mismo plano.
2.-UNION EN ESQUINA (C)
Unión entre dos miembros localizados aproximadamente en ángulo recto entre
sí.
3.-UNION EN CANTO. (E)
Unión entre las orillas de dos o más miembros paralelos ó casi paralelos.
4.-UNION EN TRASLAPE O SOLAPE (L)
Unión entre dos miembros que se traslapan en planos paralelos.
5.-UNION EN T (T)
Unión entre dos miembros localizados aproximadamente en ángulo recto entre
sí en la forma de una T.
34. REGLAS DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
Los diseñadores deben consultar especificaciones y códigos que amparen
productos semejantes a los que se diseñan.
Cuando se aplique códigos o especificaciones hay que tener en cuenta lo
siguiente:
1.-Resistencia de diseño
La unión debe cumplir con los requisitos de resistencia, se deben tener en cuenta
la concentración de esfuerzos, debido a cambios bruscos en la sección
transversal, especialmente cuando hay cargas de impacto, fatiga y bajas
temperaturas.
2.-Uniones estandarizadas
Utilizar uniones soldadas estandarizadas.
3.-Uniones de penetración completas.
Se obtienen mejores resultados con todo tipo de cargas.
4.-Tiempo de preparación de la unión.
Los tiempos de preparación deben ser mínimos con respecto al tiempo de
soldadura necesario para llenar la unión.
5.-Reducir el exceso de soldadura.
Soldar demasiado aumenta los costos de soldadura y origina una distorsión
adicional.
6.-Unión a tope.
De espesores desiguales gradúese la transición, eliminando metal, en lugar de
agregar metal de soldadura.
7.-Uniones en doble T
Evítense siempre que sea posible. En estas uniones los esfuerzos internos son
máximos.
8.-Uniones en esquina.
Cuando se usen biseles, siempre que sea posible, prepárese el miembro más
delgado.
35. TIPOS DE SOLDADURAS Y DE JUNTAS SOLDADAS
Las juntas soldadas independientemente del proceso de unión, se diseñan
principalmente por la resistencia y seguridad que requieren los servicios a los que
se va a destinar.
Debe tomarse en consideración la manera en la que ha de aplicarse el esfuerzo
de servicio, ya sea de tensión, de corte, de flexión o de torsión.
Pueden requerirse diferentes diseños, según que la carga sea dinámica o estática,
así como cuando interviene la fatiga. Las juntas pueden diseñarse con miras a
reducir o eliminar los elevadores de esfuerzo y para obtener un patrón de
esfuerzos residuales. Las juntas que han de estar sujetas a corrosión y erosión
deben hacerse de tal manera que no presenten irregularidades, hendiduras ni
otros defectos que la hagan susceptibles a tales formas de ataque.
El diseño debe tener también en cuenta la eficiencia de la junta, la cual se define
como la relación de la resistencia de la junta a la del metal base y se expresa
generalmente como un porcentaje.
Adicionalmente, se toma en consideración al diseñar la junta, la economía y la
accesibilidad durante su construcción. Entre los factores que intervienen en la
construcción se encuentran el control de la deformación y del agrietamiento por
contracción, al facilitar la buena calidad del trabajo y la obtención de soldaduras
completamente confiables.
La accesibilidad durante la construcción no sólo asegura unos costos más bajos,
sino que también da la oportunidad de lograr una mejor ejecución, la reducción de
fallas y el control de la deformación y de los esfuerzos residuales.
TIPOS DE SOLDADURA
Uno de los aspectos del diseño de juntas es el correspondiente al tipo de
soldadura que se utiliza en la junta.
Existen cinco tipos básicos de soldadura:
La de cordón, la ondeada, la de filete, l de tapón y la de ranura.
La selección del tipo de soldadura esta ligada a la eficiencia de la junta como el
diseño mismo de ésta. Se elige un tipo de soldadura con preferencia sobre otro
por razón de su relación específica con la eficiencia de la junta.
Las soldaduras de cordón se hacen en una sola pasada con algo de movimiento
hacia uno y otro lado. Esta soldadura se utiliza principalmente para reconstruir
superficies desgastadas y en muy pocos casos se emplea para juntas. En la figura
1 esta ilustrado este tipo de soldadura.
36. Figura N º 1
Soldaduras ondeadas, se obtienen haciendo un cordón con algo de movimiento
hacia uno y otro lado. El ancho del cordón depende del diseño o de la necesidad.
Entre estas soldaduras hay también varios tipos como el zigzag, el circular el
oscilante y otros. Las soldaduras ondeadas también se usan primordialmente para
la reconstrucción de superficies. Ver figura 2.
Figura Nº 2
Las soldaduras de filete son similares a las de ranura, pero se hacen con mayor
rapidez que éstas a menudo se las prefiere en condiciones similares por razones
de economía. Empero las soldaduras de un solo filete no son a veces tan
resistentes como las soldaduras de ranuras, si bien una soldadura de doble filete
se compara favorablemente en cuanto a resistencia, ver figura 3. Las juntas
soldadas de filete son simples de preparar desde el punto de vista de preparación
37. y ajuste del borde, aunque a veces se requieren de más soldadura que las juntas
soldadas de ranura. Las soldaduras de filete se combinan a menudo con otras
soldaduras para mejorara la distribución de esfuerzos, como por ejemplo, en una
junta en T. Las soldaduras de filetes cóncavos tienen su máxima eficiencia cuando
la dirección del esfuerzo es transversal a la junta.
Las soldaduras de tapón y de agujero alargado sirven principalmente para hacer
las veces de los remaches. Se emplean para unir por fusión, dos piezas de metal
cuyos bordes, por alguna razón no pueden fundirse.
Pueden soldarse un circulo interior ( de tapón) o una abertura o ranura alargada,
dejando las orillas libres (ver figura 4)
Figura Nº 3 Figura 4
Soldadura de filete sencillo y doble Planchas preparadas para
Soldaduras de tapón
Las soldaduras de ranura (de holgura entre bordes de piezas) se hacen en la
ranura que queda entre dos piezas de metal. Estas soldaduras se emplean en
muchas combinaciones, dependiendo de la accesibilidad, de la economía del
diseño y del tipo de proceso de soldadura que se aplique. En la figura 5 se ilustra
un ejemplo de soldadura de la ranura.
Figura N º 5 Soldadura de ranura en corte transversal
La ranura comprende:
1.-El ángulo de ranura.
38. 2.-Cara de la ranura
3.-Radio de la ranura
Un soldador debe estar preparado para hacer estos tipos de soldadura, en
cualquiera de las posiciones usuales de soldar, como son plana, horizontal,
vertical y hacia arriba, figura 6. la posición plana es por supuesto la más fácil. El
metal fundido se mantiene en posición (hasta que comienza a solidificarse) por la
fuerza de gravedad. Esta posición permite también lograra los máximos regímenes
de depósito. La siguiente en cuanto a facilidad de aplicación, es la soldadura
horizontal, en la cual la fuerza de la gravedad ayuda también en cierto grado.
Figura Nº 6
Las cuatro posiciones estándares para soldar
Figura º 7
(a) Posición del electrodo para soldadura en posición plana (b) Posición del
electrodo para soldadura de arco de filete horizontal.
A la soldadura que se efectúa en posiciones diferentes a la plana ( y en ocasiones
a la horizontal) se les llama soldadura hecha fuera de posición y requiere con
39. frecuencia la aplicación de técnicas manipulativas (figuras 7 y 8) y de electrodos
que permitan una solidificación más rápida del metal fundido y de la escoria, para
contrarrestar el efecto de la gravedad (ver tabla 1).
Figura Nº 8 Holguras usuales para el electrodo para evitar interferencia y dar
mayor visibilidad al soldador
Tabla 1 Electrodos recomendados para soldadura fuera de posición
Clasificación Características General
de Electrodos
AWS ASTM
E 6010 El metal fundido de la soldadura se endurece rápidamente
útil para soldar en todas las posiciones con corriente
directa, polaridad invertida, tiene bajo régimen de depósito
y forma un arco de profunda penetración. Usado para todo
tipo de juntas
E 6011 Similar al 6010, puede usarse con corriente alterna y con
corriente directa.
E 6012 Mayor rapidez de avance y soldaduras menores que la
E 6010, CA o CC, polaridad directa, penetración menor
que la E 6010. Usada para soldaduras de una sola
pasada, en láminas metálicas delgadas, posición plana
horizontal y vertical hacia abajo.
E 6013 Similar a E 6012, excepto que se puede usar en CC
(cualquier polaridad) o con CA.
E 6027 De relleno, alto régimen de depósito, contiene 50 % de
polvo de hierro en su recubrimiento. Uso en soldadura
de varias pasada, de ranura profunda y de filete en la
posición plana o en filetes usando CC o CA.
40. Otra manera de atacar el problema de las soldaduras hechas fuera de posición
consiste en emplear una de las muchas clases de posicionadores para la
soldadura disponibles (ver figura 9).
Figura Nº 9 Diversos posicionadores para soldadura
41. TIPOS DE JUNTAS
Existen cinco estilos básicos de juntas, la junta a traslape, la junta a tope, la de
esquina, la de brida y la junta en T. Las juntas a traslape están formada en
esencia por dos piezas de metal solapadas o traslapadas, que se unen por fusión
mediante soldadura de puntos, de filete, de tapón o de agujero alargado. La
soldadura de una junta a tope está comprendida entre los planos de las superficies
de las dos partes. Las juntas a tope pueden ser simples, escuadradas, biseladas,
en V, de ranura de una J, de ranura de una sola U o dobles.
Figura N º 10 Efecto del ajuste deseable e indeseable en la perfección de la
soldadura, ajuste deficiente de las juntas de las tres hileras superiores
pueden llevar a la fusión completa de un lado a otro
Las juntas de esquina son lo que implica su nombre:
Soldaduras hecha entre dos partes situadas a un ángulo de 90 grados. Estas
pueden ser de medio traslape, de esquina a esquina o de una inserción completa
y pueden prepararse para formar un solo bisel, una sola V o ranuras de una sola
U. Las juntas de brida o juntas de orilla, resultan de la fusión de la superficie
adyacente de cada parte, de manera que la soldadura quede dentro de los planos
superficiales de ambas partes.
42. Estas pueden ser de una sola brida o de doble brida. Las juntas en T son
precisamente lo que su nombre indica, pero también pueden ser de un solo bisel,
de doble bisel, de una sola J y de doble J.
Los efectos del ajuste deficiente (entre-hierro entre los borde de las placas)
debidos a la deformación y al agrietamiento, se ilustran en la figura 10.
Las proporciones de las ranuras para las juntas a tope, de esquina, de brida y en
T, así como las de tapón que recomienda la American Welding Society, se ilustra
en la figura 11, la cual muestra los diseños y dimensiones típicos de las juntas,
que se emplean para los procesos de soldadura de arco sumergido, de arco
metálico protegido, de arco de tungsteno con gas, de arco metálico con gas, de
arco con núcleo de fundente y a gas (excepto la soldadura con gas y presión).
Figura N º11 Proporciones recomendadas de las ranuras para la soldadura
de arco y la soldadura a gas: (a) juntas a tope
43. Figura Nº 11 (b) juntas de esquina, de brida y soldadura de tapón
44.
45. Figura 11 ( c ) Juntas en T y juntas a tope horizontales
Figura 11 (d) Ranuras para soldadura con arco sumergido
46. Figura Nº 11 Proporciones recomendadas de las ranuras para la soldadura
de arco y la soldadura a gas: (a) juntas a tope