PRACTICA 9: SOLDADURA POR ARCO
ACERO VARGAS MAYERLY MARLID AMAYA LARA YERSON ANDRÉS HERNÁNDEZ CÁRDENAS MIGUEL ANTONIO MORENO BÁEZ YEFERSON MANUEL
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA INGENIERÍA METALÚRGICA TUNJA 2017
PRACTICA 9: SOLDADURA POR ARCO
ACERO VARGAS MAYERLY MARLID CÓD.201320573 AMAYA LARA YERSON ANDRÉS CÓD. 201211232 HERNÁNDEZ CÁRDENAS MIGUEL ANTONIO CÓD. 201320503 MORENO BÁEZ YEFERSON MANUEL CÓD. 201320427
Presentado a: ARCENIO RINCÓN G. Ingeniero Metalúrgico, Especialista en soldadura.
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA LABORATORIO DE SOLDADURA TUNJA 2017
TABLA DE CONTENIDO
Pág. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4 1.
OBJETIVOS ............................................................................................................... 5
1.1. OBJETIVO GENERAL ..................................................................................5 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .........................................................................5 2.
MARCO TEÓRICO..................................................................................................... 6
3.
MATERIALES Y EQUIPOS...................................................................................... 10
3.1. MATERIALES ..............................................................................................10 3.2. EQUIPO .......................................................................................................10 4.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ....................................................................... 11
5. ANÁL ISIS Y RESULTADOS .................................................................................... 12 6.
CUESTIONARIO ...................................................................................................... 13
7.
RECOMENDACIONES............................................................................................. 24
CONCLUSIONES............................................................................................................ 25 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 27 INFOGRAFÍA .................................................................................................................. 28
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INTRODUCCIÓN
La soldadura eléctrica por arco, es un proceso por el que se realiza la unión entre dos partes metálicas, aprovechando el calor desarrollado por el arco eléctrico que se libera entre un electrodo y el material por soldar. La alimentación del arco de soldadura se puede obtener con una máquina generadora de corriente alterna, en práctica esta soldadora es un transformador estático monofásico que la convierte en idónea para fundir electrodos tipo rutilo y ácido. El objetivo es concentrar el calor de un arco eléctrico en los bordes de las dos piezas a unir, con el fin de fundirlas aportando material con un electrodo revestido. La corriente fluye por el cable del electrodo al porta-electrodo y salta formando el arco. Desde el otro lado del arco de la corriente fluye por el metal; base al cable de tierra. En la formación como ingenieros metalúrgicos, es muy importante el estudio de estos procesos de manufactura, los cuales nos proporcionan herramientas necesarias para la elaboración de todo tipo de productos en distintas clases de materiales. La manufactura no solo es la transformación de materiales en artículos de mayor valor, sino también es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría, las propiedades, o el aspecto de un determinado material para la elaboración de un producto . La mayoría de los procesos de soldadura requieren la generación de altas temperaturas para hacer posible la unión de los metales en general, aunque la soldadura es usada principalmente para unir metales similares y hasta partes metálicas no similares, también es muy usada para cortar, reparar, reconstruir partes y componentes averiados o gastadas.
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1. OBJETIVOS 1.1.
OBJETIVO GENERAL
Aprender a manejar el equipo de soldadura por arco, sus principales partes y la manera de utilización del mismo. 1.2.
OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS
Explorar el proceso de soldadura por arco eléctrico, los pasos para la ejecución de la soldadura por arco eléctrico, según instrucciones dadas por el docente. Desarrollar las posiciones en las que se ejecuta esta soldadura por arco eléctrico y así practicar para lograr una correcta aplicación. Educarse en las propiedades de los electrodos, según la intensidad de la corriente aplicada, al igual que la polaridad, la velocidad de aplicación y el tipo de material que se desee soldar y estar al tanto de los riesgos a los que se está expuesto el estudiante.
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2. MARCO TEÓRICO 2.1.
SOLDADURA POR ARCO
La soldadura por arco es uno de varios procesos de fusión para la unión de metales. Mediante la aplicación de calor intenso, el metal en la unión entre las dos partes se funde y causa que se entremezclen - directamente, o más comúnmente con el metal de relleno fundido intermedio. Tras el enfriamiento y la solidificación, se crea una unión metalúrgica. Puesto que la unión es una mezcla de metales, la soldadura final, potencialmente tiene las mismas propiedades de resistencia como el metal de las piezas. Esto está en marcado contraste con los procesos que no son de fusión en la unión (es decir, soldadura blanda, soldadura fuerte, etc.) en el que las propiedades mecánicas y físicas de los materiales de base no se pueden duplicar en la junta. Figura 1. Circuito básico de soldadura por arco
Fuente: Soldadura por arco, Lincoln Electric, Tomado de: http://www.lincolnelectric.com/es-mx arc-welding-detail. En la soldadura por arco, el intenso calor necesario para fundir el metal es producido por un arco eléctrico. El arco se forma entre el trabajo actual y un electrodo (recubierto o alambre) que es manualmente o mecánicamente guiado a lo largo la junta. El electrodo es una varilla con el simple propósito de transportar la corriente entre la punta y el trabajo.
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O puede ser una varilla o alambre especialmente preparado que no sólo conduce la corriente, sino también se funde y suministra metal de relleno a la unión. La mayor parte de la soldadura en la fabricación de productos de acero utiliza el segundo tipo de electrodo 1. 2.2.
CIRCUITO BÁSICO DE ARCO DE SOLDADURA
Figura 2. Equipo de soldadura por arco eléctrico
Fuente: Ingeniería online, http://ingenieriaonline.com/seguridad-al-utilizar-unamaquina-de-soldar/
Se ilustra en la figura 2, una fuente de poder de CA o DC, equipada con lo que pueden ser controles necesarios, está conectada por un cable de trabajo a la pieza de trabajo y por un cable "caliente" a un porta electrodo de algún tipo, que hace contacto eléctrico con el electrodo de soldadura. Un arco se crea a través de la separación cuando el circuito con energía en la punta del electrodo toca la pieza de trabajo y se retira, y así en estrecho contacto. El arco produce una temperatura de aproximadamente 6500ºF en la punta. Este calor se derrite tanto en el metal de base como en el electrodo, produciendo una pila de metal fundido a veces llamado "cráter". El cráter se solidifica detrás del electrodo a medida que se mueve a lo largo de la junta. El resultado es una unión por fusión.
1 TÉCNICA
Y PRÁCTICA DE LA SOLDADURA. JOSEPH W. GIACHINO / WILLIAM WEEKS. Editorial reverte. Versión pdf.
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2.3.
ARCO PROTEGIDO
Sin embargo, la unión de metales requiere algo más que mover un electrodo a lo largo de una unión. Los metales a altas temperaturas tienden a reaccionar químicamente con elementos presentes en el aire como oxígeno y nitrógeno. Cuando el metal en el charco de fusión entra en contacto con el aire, óxidos y nitruros, destruyen la resistencia y dureza de la unión soldada. Por lo tanto, muchos procesos de soldadura de arco proporcionan algunos medios de cubrir el arco y el charco de fusión con un escudo protector de gas, vapor, o escoria. Esto se denomina arco protegido. Este blindaje evita o minimiza el contacto del metal fundido con el aire. El blindaje también puede mejorar la soldadura. Un ejemplo es un fundente granular, que en realidad añade desoxidantes a la soldadura. Figura 3. Recubrimiento de una barra.
Fuente: Soldadura por arco, Lincoln Electric, Tomado de: www.lincolnelectric.com/es-mx arc-welding-detail. Se muestra cómo el recubrimiento sobre una (barra) de electrodo revestido proporciona un escudo gaseoso alrededor del arco y una escoria que cubre el depósito caliente de soldadura. La Figura 3 ilustra el blindaje del arco de soldadura y el baño de fusión con un electrodo revestido.
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El extruido que cubre la varilla de metal de relleno, proporciona un gas de protección en el punto de contacto mientras la escoria protege la soldadura fresca del aire. El arco en sí es un fenómeno muy complejo. La comprensión profunda de las características físicas del arco es en realidad de poco valor para el soldador, pero un poco de conocimiento de sus características generales te puede ser útil 2
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Ingeniería online, http://ingenieriaonline.com/seguridad-al-utilizar-una-maquina-de-soldar/
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3. MATERIALES Y EQUIPOS 3.1.
3.2.
MATERIALES
Ropa de protección. Equipo de soldadura oxido acetilénica. Soplete Ladrillo refractario. Limpiador de puntas. EQUIPO
Para esta práctica se usó el equipo de soldadura. Figura 4. Equipo de soldadura.
Fuente: Autores. En cuanto a los materiales usados se enumeran a continuación:
Electrodos (6010, 6013) Laminas metálicas.
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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1.
INSTRUCCIONES PARA EL TRABA JO 1.
Utilice electrodo E 6O13. a) b) c) d)
Limpie el metal base de toda suciedad y hollín. Coloque el trozo de metal base sobre la mesa de trabajo. Conecte firmemente Fa toma a tierra a la mesa de trabajo. Gradúe la corriente entra 130 y 145 amperios para el electrodo 5132 de pulgada. e) Coloque la punta desnuda del electrodo en el porta electrodo en un ángulo de 90 grados con las mandíbulas. f) Ponga en marcha la máquina soldadora. g) Colóquese en posición cómoda sujetando firmemente el portaelectrodo usando una o las dos manos. h) Mantenga el electrodo sobre la lámina y bájela hasta una distancia de unos 3 cm de la misma. Manténgalo formando un ángulo de 20-25 arados en dirección del avance. i) Protéjase la vista con la máscara. j) 10.Encienda el arco raspando el electrodo como si fuera un fósforo con un movimiento de la muñeca. k) 11.Retire el electrodo hasta formar un arco excesivamente largo, unos 5 mm. Este arco se mantiene por unos dos segundos, y luego se acorta manteniéndolo de 1.5 a 3.5 mm. l) Practique encender, sostener y apagar el arco hasta que lo pueda hacer correctamente. 4.2.
INSTRUCCIONES PARA EL TRABAJO 2.
Use electrodo E6O13, encender el arco por el método de percusión. a. Siga los pasos anteriores usando el mismo amperaje. b. Mantenga el electrodo sobre la lámina en posición vertical y bájelo a una distancia de unos 3 cm sobre el lugar que quiera encender el arco. c. Toque ligeramente la lámina con el electrodo moviendo la muñeca hacia abajo. En cuanto se produzca el fogonazo retire el electrodo para formar el arco largo de unos 5 mm, mantenga el arco largo por unos 2 segundos y luego sostenga un arco de longitud normal de 1.5 a 3 mm. d. Incline el electrodo formando un ángulo de unos 20 a 25 grados en la dirección del avance. e. Practique encender, sostener y apagar el arco.
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5. ANÁL ISIS Y RESULTADOS
Una vez terminada la práctica de reconocimiento de los accesorios para la soldadura de arco eléctrico, se logró entender el procedimiento de manera satisfactoria, cada uno de los integrantes entendió y logro realizar de manera experimental diferentes puntos de soldadura, utilizando adecuadamente el equipo y con la ayuda del docente a cargo, se llevó con éxito la realización de diferentes cordones de soldadura con diferentes electrodos que posteriormente fueron evaluados. Después del enfriamiento y la solidificación, se crea una unión metalúrgica. Puesto que la unión es una mezcla de metales, la soldadura final, potencialmente tiene las mismas propiedades de resistencia como el metal de las piezas. Esto está enmarcado contraste con los procesos que no son de fusión en la unión, es decir, soldadura blanda, soldadura fuerte en el que las propiedades mecánicas y físicas de los materiales de base no se pueden duplicar en la junta
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6. CUESTIONARIO 6.1.
¿Cuál es el factor más impor tante que influye en el costo de la soldadura?
La clave de estos cálculos está en determinar, con la precisión que demande el caso la sección de la junta a cubrir, que será la que nos permitirá determinar la cantidad de material de aporte que será necesario. Algunos costos dependen de otros factores como el lugar donde se debe aplicar por razones ambientales, la rapidez del trabajo. La cantidad de metal de aporte con las velocidades de avances aplicada necesarias para producir la unión. El costo del gas dependiendo del lugar de trabajo y el nivel de flujo requerido, además se deben tener en cuenta otros elementos que no son propios de la soldadura sino del procedimiento como algunos fundentes. 6.2.
Mencione los tres métodos para la manufactu ra de electrodo s
La manufactura de los electrodos se realiza por los métodos de extrusión con refuerzo, maciza y por inmersión. 6.3.
Enumere cuatro funcion es del recubrimiento de un electrodo .
Los revestimientos de los electrodos son generalmente mezclas de múltiples elementos que actúan favoreciendo el proceso de soldadura durante la fusión, algunas funciones de estos materiales de revestimiento son:
Mejorar el cebado del arco, para ello al revestimiento se le dota de silicatos, carbonatos y óxidos de Fe y Ti que lo favorecen. Estabilización del arco.
Una vez originado el arco es necesario su estabilización para controlar el proceso de soldadura y garantizar un cordón con buen aspecto. Formación de escorias y mejorar las características mecánicas. Gas de protección. Reducir la velocidad de enfriamiento. 6.4.
¿Qué significa arco protegido?
En la soldadura por arco suele usarse un gas inerte para proteger el arco de entrar en contacto con el ambiente circundante lo evitara que se mezcle químicamente con el metal fundido en el charco, algunos revestimientos de los electrodos poseen materiales que al quemarse produce algunos de estos gases para protección. 13
6.5.
¿Por qué tienen más variadas aplicacio nes las máquinas de sold ar de CD que las de CA?
Las máquinas de soldar de CD son más versátiles que las de CA. Estas pueden usarse para soldar con cualquier tipo de electrodo y se prefiere para soldar en todo tipo de lugares y posiciones (vertical o sobre-cabeza), la soldadura de tuberías, y en donde quiera que se necesite recurrir a la polaridad invertida. 6.6.
¿Cómo clasifica NEMA las máquin as de sold ar de CA con transformador de corriente constante?
De acuerdo con las normas NEMA, las máquinas de soldadura de arco de CA, se clasifican: Ambiente industrial: deben tener capacidad de entregar sus valores nominales de especificación durante ciclos altos de servicio y deben soportar servicio en producción pesada industrial. Servicio limitado: entregan sus valores nominales durante ciclos de servicios más bajos, y trabajan en condiciones menos rigurosas que las unidades industriales. El intervalo bajo tiene normalmente alrededor de 80 volts en circuito abierto. De alimentación limitada: estas también tienen una capacidad nominal de entrega durante ciclos de servicios más bajos, y están construidas para usarse en sistemas de distribución de fuerzas monofásicos, de capacidad limitada tales como los que se emplean en los talleres caseros. 6.7.
¿Qué es sop lo de arco?
El soplo o desviación del arco es un fenómeno ocasionado por la perturbación magnética cercana al arco cuando se aplica soldadura con CD. Si es notable el soplo del arco, y no es conveniente cambiar a soldadura de CA, en la que no existe tal fenómeno, pueden intentarse los siguientes remedios. Reducir la corriente Utilizar la técnica de escalonamiento en retroceso en las soldaduras que excedan de 6” de longitud Soldar hacia un punto pesado de soldadura desde la dirección de la tierra. Al acercarse al extremo del cordón, cambiar la conexión de la tierra al extremo del mismo y soldar hacia él. Usar dos conexiones de tierra, y colocarlas tan lejos del cordón (y una de otra) como sea posible.
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6.8.
¿Cuál sería la clasificació n NEMA más apropiada, cor respondiente a una máquina de soldar q ue se fuera a comprar para uso en un taller de soldadura en general?
La clase III, ya que es la que se refiere a los equipos de soldadura usados en procesos como SMAW, GTAW, PAW Y SAW, que además son los más aplicados a nivel industrial. 6.9.
¿Cuál es la ventaja de que el recubrimi ento forme una taza o concavidad en el extremo del electrodo ?
La ventaja de que el recubrimiento forme una taza o concavidad en el extremo del electrodo es que se logre trabajar con un amperaje más alto que con los que no lo forman, además que continuamente hay fusión completa en la raíz de la unión. 6.10. ¿Cuál es la finalid ad de la escori a?
La finalidad principal y netamente de la escoria es proteger al metal fundido durante el enfriamiento y también ayuda a conformar la soldadura y se elimina después de que se ha enfriado la soldadura . 6.11. Enumere las seis características que debe poseer la escoria.
Tener una densidad, en su estado fundido, que sea menor que la del metal de soldadura, para que se pueda flotar en la superficie.
Tener un punto de fusión más bajo que el del metal que se suelda. De lo contrario, hay el peligro de que la escoria se solidifique antes que el metal de aporte depositado.
Debe tener suficiente viscosidad para que no fluya sobre una superficie muy grande. Sirve para evitar la contaminación del metal de la soldadura con el aire atmosférico.
No deben contener elementos que produzcan reacciones indeseables con el metal de soldadura.
Se dilatará, pero en forma distinta a la del metal de soldadura, para que se pueda desprender de este cuando este frio.
Tener una tensión de superficie que impida la formación de glóbulos grandes.
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6.12. Enumere las cinc o características que se emplean para clasif icar los grupos de electrodos.
El método de manufactura. Posiciones para soldadura en las cuales se puede emplear el electrodo. Corriente para soldar. Tipo de recubrimiento y escoria. Tipo de penetración. 6.13. ¿Qué factores se deben tener en cuenta al seleccio nar un electrodo para SMAW?
Los principales factores que se deben tener en cuenta al seleccionar un electrodo para soldadura smaw son:
Tamaño (longitud y diámetro). Corriente y polaridad. Posición para soldar Espesor del metal. Tipo de recubrimiento. Características de la aplicación.
6.14. ¿Qué tipo de escoria pro duce un recubrimiento de celulo sa?
El tipo de escoria que se produce por un recubrimiento de celulosa es una escoria muy delgada o estrecha. 6.15. Enumere 5 característic as que se emplean para clasificar los grup os de los electrodos.
El recubrimiento del electrodo es la característica que clasifica a los distintos tipos de electrodos. Realmente sirven para cinco funciones diversas.
Protección: el recubrimiento se descompone para formar una protección gaseosa para el metal fundido. Desoxidación: el recubrimiento provee una acción de flujo para remover el oxígeno y otros gases atmosféricos. Aleante: el recubrimiento provee elementos aleantes adicionales para el depósito de soldadura. Ionización: el recubrimiento mejora las características eléctricas para incrementar la estabilidad del arco. Aislac ió n: la escoria solidificada provee una cobertura de aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento del metal (el efecto menos importante).
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6.16. ¿Qué factores se deben tener en cuenta al seleccio nar un electrodo para SMAW?
La selección de electrodos cubiertos para una aplicación de recubrimiento en particular deberá hacerse después de analizar detenidamente las propiedades que debe tener el metal de soldadura aplicado a un metal base específico. La mayor parte de los electrodos de recubrimiento duro se diseñan de modo que cumplan con ANSI/AWS A5.13, Especificación para electrodos y varillas de soldadura para recubrimiento compuesto. Se dispone de una amplia gama de electrodos para SMAW (dentro de ésta y otras especificaciones AWS para metales de aporte) que producen capas resistentes al desgaste, el impacto, el calor o la corrosión sobre diversos metales base. Todos los electrodos cubiertos especificados en A5.13 tienen alambre de núcleo sólido; los especificados en A5.21 tienen un núcleo compuesto. El sistema de designación de los electrodos en ambas especificaciones es similar al que se usa para los electrodos de aleación de cobre, con excepción de los electrodos de carburo de tungsteno, en los que la E de la designación para estos electrodos va seguida por WC y por los límites de tamaño de malla para los gránulos de carburo de tungsteno 65 del núcleo para completar la designación. En este caso, el núcleo consiste en un tubo de acero relleno con los gránulos de carburo de tungsteno. El recubrimiento con electrodos cubiertos se emplea para revestimientos, untaduras, engrosamientos y aplicación de superficies duras. El objetivo del depósito de soldadura en estas aplicaciones es conferir a las superficies una o más de las siguientes cualidades: 1. Resistencia a la corrosión. 2. Control metalúrgico. 3. Control dimensional. 4. Resistencia al desgaste. 5. Resistencia al impacto. La mayor parte de los electrodos para SMAW tienen un núcleo de metal sólido. Algunos se elaboran con un núcleo fabricado o compuesto formado por metal en polvo encerrado en una funda metálica; en este caso, el propósito de algunos de los polvos metálicos, o incluso de todos, es producir un depósito de soldadura de aleación. Los electrodos cubiertos para soldar por SMAW níquel y sus aleaciones tienen composiciones que en general se asemejan a la de los 59 metales base que unen, y algunos tienen adiciones de elementos como titanio, manganeso y coulombio para desoxidar el metal de soldadura y evitar el agrietamiento. 17
6.17. ¿Qué tipo de escoria pro duce un recubrimiento de celulo sa?
Produce una escoria gaseosa, poco voluminosa que se desprende con relativa facilidad. 6.18. ¿Cuál es la diferencia princi pal entre el sistema de enumeración de ASW y el de CSA?
La norma AWS D1.1 cubre: soldadura diseño, procedimiento de soldadura cualificación, fabricación, inspección, soldadura de espárragos, y el fortalecimiento y reparación las estructuras existentes. En las Normas CSA, W59 y W47.1 cubre temas similares, relativos a la calificación del procedimiento de soldadura, el personal de soldadura calificación y certificación de la empresa. Los dos últimos sujetos constituyen la mayor diferencia entre AWS y CSA. El W47.1 Norma CSA es administrado por la Oficina Canadiense de soldadura, que es encargado de certificar los fabricantes y supervisar su cumplimiento bajo la norma de requisitos. Considerando que el D1.1 AWS es una conformidad voluntaria estándar y no supervisa ni hacer cumplir la conformidad. 6.19. Tome, si es posi ble, un electrodo qu e tenga un sistema de numeración CSA y describa las características del mismo. Tabla 1. Clasificación de los electrodos CSA.
Clasificación de los electrodos CSA W48-4 electrodos Sistema CDN( Canadá) Se tiene la siguiente referencia: E41010 donde E = Electrodo 410 resistencia a la tracción = mínimo en Mega Pascales (MPa) 1 = Usabilidad posición * 0 = Tipo de cobertura , corriente, polaridad
Fuente: AWS. Clasificación de electrodo W48. Corriente y polaridad: CCPI. Tipo de recubrimiento: Celulosa. Características de aplicación: Para soldadura con calidad para rayos X, penetración profunda. Posición para soldar: Todas.
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6.20. ¿Qué factores determinan el tamaño del electrodo que se debe emplear?
Hay varios factores vitales para seleccionar un electrodo para soldar. La posición de soldar es especialmente significante. Como una regla práctica, nunca use un electrodo que tenga un diámetro más grande que el grosor del metal por soldar. Algunos operadores prefieren electrodos más grandes porque éstos permiten trabajos más grandes porque éstos permiten trabajo más rápido a lo largo de la junta y así aceleran la soldadura, pero esto requiere mucha destreza. La posición y el tipo de la junta también son factores que deben considerarse al determinar el tamaño del electrodo. Por ejemplo, en una sección de metal gruesa con una "V" estrecha, un electrodo con diámetro pequeño siempre es utilizado para hacer el primer paso. Esto se hace para asegurar plena penetración en el fondo de la soldadura. Los pasos siguientes entonces son hechos con electrodos más grandes. Para soldadura vertical y de sobre cabeza, un electrodo con diámetro de 0.2 mm es el más grande que se deberá utilizar, no obstante, el grosor de la plancha. Los electrodos más grandes lo hacen demasiado difícil de controlar el metal depositado. Para economía, siempre use el electrodo más grande que sea práctico para el trabajo. Se requiere más o menos la mitad del tiempo para depositar una cantidad de metal de soldar de un electrodo revestido con acero suave con diámetro de 6.4 mm de lo que se requiere para hacerlo con un electrodo del mismo tipo con diámetro de 4.8 mm. Los tamaños más grandes no solo permiten el uso de corrientes más altas sino también requieren menos paradas para cambiar el electrodo. 6.21. ¿Con cuales factores se decide el amperaje que se debe emplear?
Observa la relación entre el tamaño del electrodo y el grosor del metal. Una base de metal más grueso requerirá mayor penetración para un soldado efectivo y un electrodo más grueso. Coloca el amperaje en la configuración recomendada para tu aplicación específica. La mayoría de las soldadoras nuevas tienen una tabla unida permanentemente a ellas mostrando las configuraciones de amperaje para combinaciones comunes de electrodos y grosores de base de metal.
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6.22. ¿Cómo se aplic an las recomendacio nes de amperaje del fabricante?
La clasificación y tamaño de electrodo, longitud de arco, voltaje y amperaje deberán ser los adecuados al espesor del material, tipo de junta, posición de soldadura y otras circunstancias. La corriente para soldadura deberá ser la recomendada por el fabricante del electrodo. Cómo determinar el amperaje al soldar. La soldadora usa una fuente de energía eléctrica para generar calor que derrite el flujo en un electrodo. La selección del amperaje es una parte crítica para soldar y puede ser predicha basándose en el tamaño del electrodo y la composición del metal para soldar, entre otros factores. Los siguientes pasos te mostrarán cómo determinar el amperaje al soldar. Observa la relación entre el tamaño del electrodo y el grosor del metal. Una base de metal más grueso requerirá mayor penetración para un soldado efectivo y un electrodo más grueso. Coloca el amperaje en la configuración recomendada para tu aplicación específica. La mayoría de las soldadoras nuevas tienen una tabla unida permanentemente a ellas mostrando las configuraciones de amperaje para combinaciones comunes de electrodos y grosores de base de metal. Estima la selección de amperaje inicial según el tamaño del electrodo. Una vez elegido este, el amperaje correcto puede ser estimado como un amperio por mil pulgadas (2500 cm) de diámetro del electrodo. Entonces, un electrodo de 1/4 pulgada de grosor requerirá 250 amperios (¼ = 250/1000). Usa un paso para la base de metal fina. El soldador hogareño promedio tendrá una máquina con un rango estándar de 225 a 300 amperios que permitirán soldar de un solo paso metales de hasta 1/4 de pulgada (8 mm) de espesor. Haz múltiples pasos para un metal de base gruesa. En la práctica, hasta los profesionales usan pasos múltiples para un grosor de metal mayor a 1/4 de pulgada (8 mm) en lugar de usar más de 300 amperios. Esto es principalmente debido a que un soplete de soldadora será capaz de soldar de manera continua debajo de cierto amperaje, pero deberá dejarse enfriar periódicamente para un amperaje más alto.
6.23. Mencione las ventajas de adicionar polvo de hierro al electro do.
Los productos tienen una penetración más profunda y soldaduras de mayor calidad.
Recubrimientos en polvo de hierro también promueven el flujo eléctrico suave y constante entre el electrodo y la pieza de trabajo.
Electrodos con recubrimiento de óxido de hierro ofrecen una gran apariencia de la soldadura.
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6.24. ¿Por qué los electrodos c on polvo de hierro se pueden utilizar con amperajes mucho m ás altos que los no lo tienen?
Porque los hacen muy versátiles para aplicarse en un sinnúmero de trabajos, su contenido de polvo de hierro le proporciona un rendimiento muy superior a los de su clase, aplicando menos electrodos para un fin determinado. El polvo de hierro a su vez le proporciona una extraordinaria facilidad de aplicación y un rango muy amplio para aplicaciones con alto amperaje sin que el electrodo se ponga al rojo para trabajos donde se requiere alta velocidad de aplicación. 6.25. ¿Por qué se ha vuelto tan popular el electrodo de bajo hidrogeno en la industria?
Se ha vuelto tan popular porque se pueden guardar por largos periodos de tiempo a comparación de los convencionales y soportan mejor las altas temperaturas. 6.26. ¿Cuál es el mejor método para almacenar los electrodos de bajo hidrogeno?
En la soldadura con electrodo revestido (SMAW), el electrodo de soldadura más comúnmente utilizado es el 7018 de bajo hidrógeno. Está cubierto con un fundente que es higroscópico (absorbe fácilmente la humedad del aire). Este revestimiento de fundente se quema y se convierte en un gas protector que protege el baño de fusión de contaminantes atmosféricos tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y otros. Si estos contaminantes entran en el baño de fusión, causarán defectos como agrietamiento y porosidad (agujeros de gusano.) Estos defectos pueden crear un punto débil en el que la soldadura podría fallar bajo estrés o carga. Las varillas 7018 de bajo hidrógeno son justo lo que su nombre indica bajo contenido de hidrógeno. Permiten muy poco hidrógeno en el baño de fusión a menos que hayan sido almacenadas incorrectamente y contaminadas por la humedad. La humedad permite hidrógeno en el fundente, que luego es introducido en el baño de fusión negativamente. Esta contaminación por humedad es sobrecalentada durante el proceso de soldadura, se convierte en vapor y luego burbujea hasta la superficie dejando un hueco abierto en el cordón de soldadura terminado. Así que en ese lugar en particular, la soldadura es más débil porque no es un cordón sólido. Esto ocurrirá al comienzo del cordón con cada nueva varilla utilizada, y disminuye a medida que la varilla se calienta y agota la humedad mientras está siendo consumida. Las varillas contaminadas por la humedad pueden hacer soldaduras de buen aspecto al principio, pero estarán sujetas al agrietamiento longitudinal ya sea inmediatamente después de la soldadura, o más adelante (el agrietamiento longitudinal ocurre donde una grieta comienza en un punto y sigue la longitud de la soldadura). 21
6.27. ¿Cuál es la principal ventaja del empleo de electrodos de bajo hidrogeno?
La ventaja principal de usar este tipo de electrodos es que se obtienen soldaduras de gran ductilidad y resistencia, también se puede soldar aceros de alto contenido de azufre y la escoria que presenta anula los efectos negativos del azufre y el fosforo. 6.28. ¿Con cuál polaridad se deben emplear los electrodos de bajo hidrogeno?
Todos los electrodos tipo EXX16 y EXX18 trabajan con corriente alterna o con continua, electrodo positivo. En todos los casos se prefiere esta última, debido a la mayor suavidad en la operación y las menores pérdidas de salpicaduras, con lo cual se obtiene un mejor rendimiento y una mayor comodidad para su aplicación. Por otra parte, si se trabaja con corriente alterna, se requiere un transformador con un voltaje de circuito abierto que supere los 75 voltios. El revestimiento es de tipo básico y bajo hidrógeno. Trabaja con corriente alterna y continua con polaridad positiva (+). Trabaja bien en todas las posiciones, tiene muy pocas pérdidas por salpicaduras y es de excelente calidad radiográfica. Estima la selección de amperaje inicial según el tamaño del electrodo. Una vez elegido este, el amperaje correcto puede ser estimado como un amperio por mil pulgadas (2500 cm) de diámetro del electrodo. Entonces, un electrodo de 1/4 pulgada de grosor requerirá 250 amperios (¼ = 250/1000). Usa un paso para la base de metal fina. El soldador hogareño promedio tendrá una máquina con un rango estándar de 225 a 300 amperios que permitirán soldar de un solo paso metales de hasta 1/4 de pulgada (8 mm) de espesor. Haz múltiples pasos para un metal de base gruesa. En la práctica, hasta los profesionales usan pasos múltiples para un grosor de metal mayor a 1/4 de pulgada (8 mm) en lugar de usar más de 300 amperios. Esto es principalmente debido a que un soplete de soldadora será capaz de soldar de manera continua debajo de cierto amperaje, pero deberá dejarse enfriar periódicamente para un amperaje más alto. 6.29. ¿Por qué es necesario utilizar un arco cort o con los electrodo s de bajo hidrógeno?
Cuando se utilizan electrodos de bajo hidrogeno se debe recurrir a un arco corto para que este sea estable, exista una protección completa y no se origine porosidad.
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6.30. Menciones tres procedimientos incorrectos que pueden ocasionar poros idad cuando se utilizan electrodos de bajo hidr ogeno.
La mayoría de la porosidad no se ve. Sin embargo, como la porosidad severa puede debilitar la soldadura, usted debería conocer cuando tiende a ocurrir y cómo combatirla. Comience eliminando incrustaciones, óxido, pintura, humead y suciedad de la junta. Asegúrese de mantener el charco fundido más tiempo para permitir salir los gases y que se solidifique. Si el acero tiene un contenido bajo en carbono o manganeso, o alto contenido en azufre, o fósforo, se debe soldar con un electrodo con bajo contenido en hidrógeno. A veces el contenido de azufre de aceros de mecanizado libres puede ser lo suficientemente alto para evitar el éxito de una soldadura. Minimizar la mezcla de metal base en el metal de soldadura usando corriente baja y velocidad de soldadura elevada para menos penetración. O, intentar usar una longitud de arco corta. Se recomienda una técnica de arrastre para electrodos con bajo contenido en hidrógeno. Para superficie con agujeros, usar la misma solución que para porosidad. El establecimiento del arco con electrodos de bajo hidrógeno requiere una técnica especial para evitar la porosidad de la soldadura donde el arco se inicia. La técnica consiste en establecer el arco a una distancia de unos pocos diámetros del electrodo por delante de donde vaya a comenzar el soldeo. A continuación, el arco se mueve hacia atrás y el soldeo se comienza de modo normal. El soldeo continúa sobre la zona en la cual el arco fue establecido refundiendo cualquier pequeño glóbulo de metal de soldadura que pudiese haberse producido cuando se estableció el arco.
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7. RECOMENDACIONES
Es necesario que los trabajos de soldadura y corte, no se realicen en lugares donde se almacenen materiales inflamables, combustibles, donde exista riesgo de explosión o en el interior de recipientes que hayan contenido sustancias inflamables, puesto que pueden producirse accedentes de tipo laboral.
Una de las precauciones de relevante importancia es proporcionar ventilación al momento de realizar un proceso de soldadura, que puede ser mecánica que garantice la reposición de aire aspirado, aportando un aire limpio que llegue a todos los puestos de trabajo.
Se debe tener en cuenta el amperaje para soldar dependiendo del tipo y grosor de material para obtener los mejores resultados por medio de la soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW).
Analizar detenidamente las propiedades que debe tener el metal de soldadura aplicado a un metal base específico, con esto obtenemos un mejor cordón con poca escoria y con un mejor terminado.
En la inspección de las soldaduras hechas, es importante identificar mediante el método de aplicación los posibles defectos que se encuentran y señalarlos apropiadamente para determinar la calidad de la soldadura y los riesgos que puede tener en su uso.
Luego de la aplicación del cordón de soldadura, es importante la total y completa remoción de la escoria que lo recubre, para brindarle una presentación estética óptima y evitar la difusión de escoria en el cordón por un exceso de tiempo de remoción.
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CONCLUSIONES
El tipo de revestimiento de los electrodos establece en gran medida la calidad de la soldadura obtenida, ya que según la composición de esta el proceso se desarrolla de una forma específica. El tipo de energía y la cantidad de corriente es una variable muy importante para la fabricación de soldaduras de arco, y es importante tenerla en cuenta desde la compra y adquisición de los equipos como a la hora de producir la soldadura.
La clasificación de la AWS para los electrodos con revestimiento nos brinda la información necesaria para poder hacer una buena elección a la hora de escoger un electrodo apropiado para un trabajo específico. La manera en la que se almacenan los electrodos también influye en gran medida sobre las propiedades del cordón de soldadura final.
En este proceso la unión metálica se da por el calor generado por un arco eléctrico, establecido entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar, dependiendo del tipo de pase se aplica el determinado calor al electrodo y la pieza a soldar usando el tipo de corriente para este fin con polaridad directa o polaridad inversa.
La soldadura SMAW, presenta problemas de aplicación como el soplo de arco, que puede evitarse inclinando el electrodo un poco antes de finalizar la soldadura. De igual manera, indicaciones como los socavados, las sobre montas y el exceso de penetración son defectos que deben ser evaluados para determinar su aceptación o rechazo, teniendo en cuenta los criterios de aceptación y rechazo que se pueden apreciar en las diferentes normas como los son AWS D 1.1 y API 1104.
La polaridad de la corriente eléctrica afecta la transferencia de calor a las piezas unidas. Normalmente el polo positivo (+) se conecta al electrodo, aunque, para soldar materiales muy delgados, se conecta al electrodo el polo negativo (-) de una fuente de corriente continua.
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La posición más favorable para la soldadura es el plano (PA) pero se pueden realizar en cualquier posición.
Para la protección ocular existen pantallas con cristales especiales, denominados cristales inactínicos, que presentan diferentes niveles de retención de las radiaciones nocivas en función del amperaje utilizado, siendo de este modo totalmente segura la actividad. Se clasifican por tonos, siendo los más utilizados los de tono 11 o 12 (120 A), se tintan de tono verde o azul y están clasificados según diferentes normas. Existen caretas automáticas en las que al empezar a soldar automáticamente se activa la protección y cuando se deja se soldar se quita la protección ocular.
Es indispensable mantener la continuidad del arco eléctrico cuando se está realizando un trabajo, así como la agilidad y eficiencia del operario para encender el arco, ya que estos parámetros son la base de una buena soldadura por arco eléctrico.
También es de suma importancia tener en cuenta el electrodo utilizado, el cual depende tanto de las piezas a soldar en todos sus aspectos y de la calidad de cordón que deseamos obtener. El electrodo con respecto a la pieza soldar debe tener un ángulo determinado que es función del electrodo, la posición, la costura soldada, además del efecto del soplo.
El método de encendido del arco por percusión se hace efectivo con la práctica y asegura piezas más limpias y de mejor apariencia.
La limpieza del metal base antes de iniciar el arco también juega un papel muy importante en la soldadura por arco eléctrico, es este proceso se tienen inconvenientes cuando se pega el electrodo en el metal, lo cual hay que saber despegarlo para no deteriorar el cordón u el metal base.
El mantener el arco estable es un factor que se debe tener en cuenta para un buen aporte de metal
El buen desempeño de un soldador en este proceso solo se consigue atendiendo las normas de seguridad y su destreza a través de la práctica.
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