02-Procesos de Soldaduras

1

INSPECCION DE SOLDADURAS

MODULO 02

Clasificación A.W.S. Procesos de Soldadura, Brazing y Corte de metales.

Proceso de soldadura SMAW

Proceso de soldadura SAW

Proceso de soldadura GMAW

Proceso de soldadura GTAW

Otros Procesos de soldadura, corte de metales y brazing.

Consumibles - Clasificación A.W.S.

INSPECCION DE SOLDADURAS SEDESEM Gonzalo Vargas Zamorano

No es obligatorio que el inspector de soldaduras sea un soldador calificado,

cualquier experiencia práctica en soldadura es un beneficio. Muchos

inspectores de soldadura son seleccionados para esta posición luego de

haber trabajado como soldador por algún tiempo. La experiencia ha

mostrado que quienes antes fueron soldadores luego resultan buenos

inspectores.


2


Hay aspectos de los distintos procesos de unión y soldadura, que un

inspector de soldadura exitoso debe comprender para desempeñarse en la

forma más efectiva.

• El inspector debe reconocer las ventajas y limitaciones importantes de

cada proceso.

• El inspector debe también estar en conocimiento de aquellas

discontinuidades que pueden resultar cuando se usa un proceso en

particular. Muchas discontinuidades ocurren sin tener en cuenta el

proceso que se usa; sin embargo, hay otras que pueden ocurrir durante

la aplicación de un proceso en particular.

3


CLASIFICACIÓN A.W.S. DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA, BRAZING Y CORTE DE METALES.

4


5 INSPECCION DE SOLDADURAS SEDESEM Gonzalo Vargas Zamorano

SOLDADURA POR ARCO METALICO CON ELECTRODO REVESTIDO (SMAW)


SMAW

Shielded Metal - Arc Welding (SMAW).- El inventor ruso N.N.

Bernardos, en 1881 creó el método soldadura al arco eléctrico con

electrodo de carbón, bautizándolo con el nombre del Dios griego de los

herreros: Electrohefestos. Apareciendo de esta manera la soldadura

eléctrica al arco, relevante invención del siglo XIX. Este proceso opera

mediante el calentamiento del metal con un arco eléctrico entre un

electrodo de metal recubierto, y los metales a ser unidos. 9


SMAW

El arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo debido al

flujo de electricidad. Este arco provee calor, o energía, para fundir

el metal base, metal de aporte y recubrimiento del electrodo. A

medida que el arco de soldadura avanza hacia la derecha, deja

detrás metal de soldadura solidificado cubierto por una capa de

fundente convertido, conocido como escoria.

10


SMAW

Esta escoria tiende a flotar fuera del metal debido a que solidifica

después que el metal fundido haya solidificado, entonces hay

menos posibilidad que sea atrapada dentro de la zona de soldadura

resultando una inclusión de escoria.

Otra característica que es de notar es la presencia de gas de protección, el

que es producido cuando el recubrimiento del electrodo es calentado y se

descompone. Estos gases ayudan al fundente en la protección del metal

fundido en la región del arco.

11


SMAW

El elemento principal en el proceso de soldadura por arco con electrodo

revestido es el electrodo en si mismo. Está hecho de un núcleo de metal

sólido, alambre, cubierto con una capa de fundente granular que se

mantiene en el lugar por algún tipo de agente aglutinante. Todos los

electrodos de acero al carbono y baja aleación usan esencialmente el mismo

tipo de alambre de núcleo de acero, de bajo carbono, acero efervescente.

Cualquier aleación es provista por el recubrimiento, debido a que es más

económico agregar aleantes de esta manera.

12

../VIDEOS/ARCO-ELECTRICO.AVI


SMAW

1. Protección: el recubrimiento de descompone para formar una

protección gaseosa para el metal fundido.

2. Desoxidación: el recubrimiento provee una acción de flujo para

remover el oxígeno y otros gases atmosféricos.

3. Aleante: el recubrimiento provee elementos aleantes adicionales para

el depósito de soldadura.

4. Ionización: el recubrimiento mejora las características eléctricas para

incrementar la estabilidad del arco.

5. Aislación: la escoria solidificada provee una cobertura de aislación para

disminuir la velocidad de enfriamiento del metal (el efecto menos

importante).

El recubrimiento del electrodo es la característica que clasifica a los distintos

tipos de electrodos. Realmente sirven para cinco funciones diversas.

13


SMAW

El electrodo o material de aporte en el proceso de soldadura por arco con

electrodo revestido resulta ser muy importante y es necesario entender cómo

se clasifican e identifican los distintos tipos. La American Welding Society ha

desarrollado un sistema para la identificación de los electrodos de soldadura

por arco con electrodo revestido y otros, que más adelante describiremos

con detalle.

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SMAW

El proceso SMAW es utilizado en las empresas para numerosas aplicaciones,

para soldar la mayoría de los materiales a excepción de algunas aleaciones

más exóticas. A pesar que es un método relativamente antiguo y procesos

más nuevos lo han reemplazado en algunas aplicaciones, el proceso SMAW

se mantiene como un proceso popular que continuará siendo muy usado en

la industria de la soldadura. 15


SMAW

Curva de Voltaje – Amperaje para

una Fuente de Corriente Constante

El equipamiento es relativamente simple y económico. El proceso muy

portátil, existen equipos que tienen potencia de motores de combustión

interna (diesel o gasolina), los que no dependen de una fuente eléctrica

externa, por esto, la soldadura por arco con electrodo revestido puede ser

llevada a cabo en ubicaciones remotas. Debido a la numerosa disponibilidad

de tipos de electrodos, el proceso es considerado muy versátil. Finalmente,

con los equipos y electrodos mejorados que se pueden conseguir hoy en día,

la calidad de la soldadura puede ser consistentemente alta. 16


SMAW

Una de las limitaciones de la soldadura por arco con electrodo revestido es la

velocidad. Que afectada negativamente por el hecho que el soldador debe

detener periódicamente la soldadura y reemplazar el electrodo consumido con

uno nuevo, debido a que tienen una longitud típica de no más que 355 a 460

mm (14 a 18 in.) SMAW fue reemplazado por otros procesos

semiautomáticos, mecánicos o automáticos en muchas aplicaciones,

simplemente porque ofrecen una mayor productividad cuando son

comparados con la soldadura por arco con electrodo revestido manual.

17


SMAW

Campos Magnéticos Distorsionados en los Extremos de la Soldadura

Campo Magnético Alrededor

de un Conductor

18


SMAW

Para reducir los efectos del soplo de arco, se pueden probar algunas

alternativas. Estas incluyen:

1. Cambiar de DC a AC

2. Mantener un arco tan corto como sea posible.

3. Reducir la corriente de soldadura.

4. El ángulo del electrodo en dirección opuesta al soplo de arco.

5. Usar soldadura de punteo importante en cada extremo de la junta, con

soldaduras de punteo intermitentes a lo largo de la junta.

6. Soldar a través de la soldadura de punteo o de la soldadura terminada

7. Usar técnica de paso peregrino.

8. Soldar apartado de tierra para reducir el soplo hacia atrás; soldar sobre

tierra para reducir el soplo hacia adelante.

19


SMAW

9. Conectar a tierra la pieza de trabajo en ambos extremos de la junta a

ser soldada.

10.Enrollar el cable de tierra alrededor de la pieza de trabajo y pasar la

corriente a tierra en la dirección tal que la disposición del campo

magnético tenderá a neutralizar el campo magnético que causa el soplo

de arco.

11.Extender el final de la junta fijándole placas en la salida de la soldadura.

20

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO (SAW)


SAW

Submerged - Arc Welding (SAW).- En sus fundamentos físicos es similar

a la soldadura de arco eléctrico manual. En su operación, el electrodo es

reemplazado por un alambre desnudo que, a medida que se consume, es

alimentado mediante un mecanismo automático. El arco es cubierto y

protegido por un polvo granular y fusible, conocido como fundente o flujo, el

mismo es un compuesto de silicatos y minerales. 21


SAW

El flujo cumple el mismo papel que el revestimiento de los electrodos,

desde el punto de vista físico y metalúrgico. Físicamente, haciendo que la

escoria proteja el baño de soldadura de la acción de los gases atmosféricos,

formando un cordón libre de poros e impidiendo una pérdida de calor

demasiado rápida. Metalúrgicamente, impidiendo pérdidas de elementos de

aleación, compensando o agregándolos al metal depositado.

22


SAW

El arco eléctrico que se forma produce el calor necesario para fundir el

metal base, el alambre y el flujo (POP), que cae por gravedad cubriendo

la zona de la soldadura. Como el arco es invisible por estar cubierto se

denomina SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO, no observándose

durante la soldadura la operación de soldar ni el arco, ni chispas o gases.

El alambre es alimentado desde un rollo (bobina).

23


SAW

EQUIPO

Los principales componentes del equipo para soldadura por arco sumergido son:

• La máquina de soldar (fuente de poder)

• El mecanismo de controles para alimentación de alambre

• Cabezal para soldadura automática, pistola y conjunto de cables para

soldadura semiautomática

• Embudo para el flujo, mecanismo de alimentación; normalmente, un sistema

para recuperación del flujo

• Mecanismo de avance para la soldadura automática

24


SAW

APLICACIÓN.

Las características ventajosas del proceso por arco sumergido son:

• Alta deposición del metal

• Penetración profunda

• Vistoso aspecto de los cordones

• Soldadura de calidad de prueba de rayos X y gamma

• Escoria fácilmente desprendible

• Aplicable a un amplio rango de espesores

La soldadura se realiza en las posiciones plana y horizontal de filete. El

proceso se emplea para soldar aceros al carbono, aceros de baja aleación y

alta resistencia, aceros templados y enfriados por inmersión y en muchos

tipos de aceros inoxidables.

25


SAW

APLICACIÓN.

También se aplica para recubrimientos duros y reconstrucción de piezas. Son

soldables espesores desde el calibre de 1/16 hasta 1/2 pulgada sin

preparación de bordes; y con preparación en múltipases, con un apropiado

diseño de la junta y sin esfuerzo. El espesor máximo es prácticamente

ilimitado.

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SOLDADURA POR ARCO METAL GAS (MIG/MAG) (GMAW)


GMAW

Gas Metal - Arc Welding (GMAW).- En la soldadura por Arco Metálico

por Gas, conocida como Proceso MIG/MAG, la fusión es producida por un

arco que se establece entre el extremo del alambre aportado

continuamente y la pieza a soldar. La protección se obtiene íntegramente de

los gases suministrados junto con el metal de aporte. 27


Es más comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo,

es usado también en aplicaciones mecanizadas y aplicaciones automáticas.

Es muy adecuable a aplicaciones de soldaduras robotizadas.

GMAW

Existen dos clasificaciones en este proceso, las cuales son en función del

tipo de gas protector:

* MIG: El cual emplea protección de un gas puro, inerte (helio, argón, etc.).

* MAG: El cual hace uso de dióxido de carbono, CO2, como gas protector.

28


La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa se caracteriza por

un electrodo sólido de alambre el que es alimentado en forma continua a

través de la pistola de soldadura. Se crea un arco entre este alambre y la

pieza de trabajo para calentar y fundir el metal base y los metales de

aporte. Una vez fundido, el alambre se deposita en la junta soldada. La

figura ilustra los elementos esenciales del proceso.

GMAW

29


GMAW

Una característica importante para GMAW es que toda la protección para la

soldadura es provista por una atmósfera de gas protector que también es

suministrado a través de la pistola de soldadura desde alguna fuente externa.

Los gases usados incluyen los del tipo inerte y los reactivos. Para algunas

aplicaciones se usan gases inertes tales como el argón y el helio. Puede

usarse uno sólo, en combinación con el otro, o mezclado con otros gases

reactivos como el oxígeno o el dióxido de carbono. Muchas aplicaciones de la

soldadura por arco con alambre y protección gaseosa usan sólo protección de

dióxido de carbono, por su costo relativamente bajo con respecto a los gases

inertes. Los electrodos usados en este proceso son alambres sólidos que se

proveen en bobinas o rollos de distintos tamaños.

30


GMAW

La fuente de potencia usada para

soldadura por arco con alambre y

protección gaseosa es muy distinta del

tipo empleado por la soldadura por

arco con electrodo revestido. En lugar

de una fuente de corriente constante,

la soldadura por arco con alambre y

protección gaseosa usa una fuente del

tipo de las conocidas como de voltaje

constante, o potencial constante. Esto

es, la soldadura se lleva a cabo usando

un valor pre-seteado de voltaje sobre

un rango de corrientes de soldadura.

31


GMAW

Curva V – A Típica de Potencial Constante

La fuente de potencia es del tipo de potencial constante, observando la curva

V-A típica de la Figura, muestra que la línea no es plana sino que tiene una

suave pendiente. Esta característica permite que el proceso funcione como un

proceso semiautomático, esto significa que el soldador no tiene que controlar

la alimentación del metal de aporte como en el caso de soldadura por arco con

electrodo revestido manual. Puede verse que la disminución del voltaje del

arco (la pistola alejada de la pieza de trabajo) hace disminuir la corriente y en

consecuencia la velocidad de fusión del electrodo.

32


GMAW

El alambre continúa siendo alimentado a su velocidad preestablecida

para dar nuevamente el valor original de voltaje del arco. Esto reduce el

efecto de la manipulación del operador en las características de

soldadura, para hacer al proceso menos sensible al operador y entonces

más fácil de ser aprendido.

33


GMAW

En el proceso de soldadura GMAW hay cuatro modos básicos de

transferencia de metal. Estos son, spray, globular, arco pulsante, y en corto

circuito. La Figura muestra tres de los cuatro métodos.

Figura – Modos de Transferencia del Metal; (a) Spray, (b) Globular, y

(c) Corto Circuito. (No se muestra arco pulsante)

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SOLDADURA POR ARCO A GAS TUNGSTENO TIG (GTAW)


GTAW

Gas Tungsten - Arc Welding (GTAW).- La soldadura por gas con

electrodo de tungsteno, también conocida como soldadura al arco con

electrodo de tungsteno (wolframio) protegido con gas inerte, o soldadura

"TIG" (TUNGSTEN INERT GAS), es particularmente aplicable a espesores

pequeños, excelentes resultados para ejecutar cordón de raíz en juntas y

llega a soldar sin problema metales no ferrosos y aleaciones especiales

(acero inoxidable, el aluminio y sus aleaciones y el magnesio). 35


GTAW

El gran problema que se presenta para soldar el aluminio y sus aleaciones

con el proceso de arco manual y soldadura oxiacetilénica, es el óxido de

aluminio (alúmina) que se forma fácilmente en la capa superficial del metal,

cuando éste es sometido a temperatura. Romper el óxido de aluminio es

difícil porque su punto de fusión de la alúmina es de aproximadamente

2000º C comparado con el del aluminio que es de 660º C.

36


GTAW

En este proceso, al utilizar un electrodo de tungsteno, es posible obtener

un arco esmeradamente controlado, que está protegido del aire con gas

inerte, que podrá ser argón o helio, o mezcla de ambos, o combinaciones

con hidrógeno y gas carbónico y se puede usar sin o con alimentación por

varilla metálica de aportación.

37


GTAW

SAL X-10

Como el proceso de soldadura TIG es de arco abierto, el soldador puede

controlar cuidadosamente su empalme. La soldadura "TIG" puede

efectuarse en cualquier posición y está exenta de escoria.

38

../PRESENTACIONES -APRENDI-EXPERIMEN/03IS-Reparacion en línea 9742-800B9B-10''-HV-Sal x-10_Abril_2010.pdf

SOLDADURA POR ARCO CON NUCLEO DE FLUJO (FCAW)


FCAW

Flux - Cored Arc Welding (FCAW).- Es un proceso de soldadura, en el

que la fusión se logra mediante un arco producido entre un electrodo

tubular (alambre consumible) y la pieza. La protección se obtiene de un

flujo contenido dentro del alambre tubular. Protección adicional de un gas

suministrado externamente no es necesario.

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FCAW

En la figura se muestra el proceso

donde se observa el alambre con

núcleo de flujo, la envoltura de gas

protector, el arco, el metal de soldar

y la protección con la escoria. El

proceso puede ser semiautomático o

automático, siendo el método

semiautomático el que más se

emplea.

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO

Con la "protección exterior de gas" las ventajas del proceso son:

• Soldaduras suaves y sanas

• Penetración profunda

• Buenas propiedades para radiografía


FCAW

Ofrece las siguientes ventajas:

• Eliminación del gas externo de protección

• Penetración moderada

• Posibilidad de soldar en corriente de aire

• Metal depositado de alta calidad

Tiene las siguientes características:

• El operador puede ver el arco

• La soldadura es posible en todas las posiciones, lo que depende del

diámetro del alambre empleado

• Se puede hacer cualquier tipo de junta


FCAW

Proceso de soldadura por arco con núcleo de flujo (FCAW)

automatizada


FCAW


automatizada

SOLDADURA POR ELECTRO ESCORIA (ESW)


ESW

El proceso de soldadura por electro escoria ESW, no se parece a los

procesos mencionados previamente. Este exhibe típicamente la mayor

cantidad de material depositado que cualquiera de los procesos de soldadura.

ESW se caracteriza por la unión de componentes que están ubicados borde a

borde de manera que la junta está vertical. La soldadura se realiza en una

única pasada tal que la progresión es desde abajo hacia la parte superior de

la junta, sin interrupción. 45


ESW

A pesar que la soldadura progresa verticalmente, hacia arriba en la junta, la

posición de soldadura es considerada plana debido a la ubicación del

electrodo con respecto a la pileta de soldadura. Durante la soldadura, el metal

fundido es sostenido por zapatas enfriadas por agua. Un carácter interesante

de ESW es que no se considera siendo un proceso de soldadura por arco.

46


ESW

Se basa en el calentamiento de la resistencia del fundente fundido para fundir

el metal base y el metal de aporte. Los procesos usan un arco para iniciar la

operación; sin embargo, este arco se extingue una vez que hay suficiente

fundente fundido para proveer el calor que mantiene las condiciones de

soldadura en la medida que progresa hacia arriba a lo largo de la junta. ESW

se usa para unir grandes secciones. Está limitado esencialmente a la

soldadura de aceros al carbono en espesores mayores a ¾ de

pulgada (19 mm). Por esto, sólo industrias que trabajan con

construcciones soldadas pesadas tienen interés real en ESW. La

mayor ventaja de ESW es su alta relación de material depositado

(rata de deposición). Si la soldadura por un único electrodo no es

suficientemente rápida, entonces pueden usarse electrodos

múltiples. En efecto, puede usarse una tira de metal en lugar de un

alambre para aumentar la relación de material depositado aún más.

47


ESW

Otro beneficio es que no se

requiere preparación especial

de la junta, una superficie

rugosa cortada a llama es

satisfactoria para este método.

Debido a que la totalidad del

espesor de la junta es fundido

en una pasada única, no hay

tendencia a una distorsión

angular durante o después de

la soldadura, entonces se

mantiene fácilmente la

alineación.

SOLDADURA POR RESISTENCIA (SW)

El proceso de soldadura por resistencia SW, es considerada un proceso

de fabricación, termoeléctrico, se realiza por el calentamiento que

experimentan los metales, hasta la temperatura de forja o de fusión debido a

su resistencia al flujo de una corriente eléctrica, es una soldadura tipo

autógena que no interviene material de aporte. Los electrodos se aplican a los

extremos de las piezas a soldar, se colocan juntas a presión y se hace pasar

por ellas una corriente eléctrica intensa durante un instante.

SW


La zona de unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica

ofrece, se calienta y funde los metales, realizándose la soldadura. La cantidad

de calor necesaria, por tanto la intensidad aplicada y tiempo de presión

ejercida dependerá del tipo de metal a soldar.

SW


Los principales tipos de soldadura por resistencia son los siguientes:

o Soldadura por puntos.

o Soldadura proyecciones o resaltos.

o Soldadura costura.

o Soldadura a tope.

o Soldadura por chispa.

o Soldadura de hilo aislado.

Tanto el calor como la presión son los principales factores en este tipo de

soldaduras ya que se obliga a tener un buen contacto entre electrodo y

pieza antes de aplicar calor, manteniendo en contacto las superficies a unir

una vez alcanzada su temperatura para la correcta soldadura.

SW


El ciclo de soldeo se puede dividir en varias fases:

1. FASE DE POSICIONAMIENTO: se ejerce presión sobre los electrodos de tal

forma que se consiga la unión de los materiales a soldar.

2. FASE DE SOLDEO: pasa la corriente eléctrica creando diferencia de

potencial entre los electrodos. Se mantiene una presión entre los electrodos

durante esta fase, que suele ser mejor que la ejercida en la fase de

posicionamiento.

3. FASE DE MANTENIMIENTO: se incrementa la presión ejercida después de

cortarse la corriente eléctrica.

4. FASE DE DECADENCIA: se reduce la presión hasta retirar la pieza una vez

ya soldada.

SW


Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricación de

láminas y alambres de metal, se adapta muy bien a la automatización. Los

elementos básicos en este tipo de soldadura son, electrodos, por donde fluye

la energía eléctrica, material a soldar y una presión ejercida en la zona a

soldar.

Diferentes tipos de engargolados producidos por ruedas de electrodos:

(a) Soldadura de engargolado por resistencia convencional, en la cual se producen puntos

sobre puestos

(b) Soldadura de puntos en rollo y

(c) Soldadura por resistencia continua

SW


La secuencia es: (1) partes insertadas entre los electrodos abiertos, (2) los

electrodos se cierran y se aplica una fuerza, (3) tiempo de soldadura (se activa

la corriente), (4) se desactiva la corriente, pero se mantiene o se aumenta la

fuerza (en ocasiones se aumenta una corriente reducida cerca del final de este

paso para liberar la tensión en la región de la soldadura) y (5) se abren los

electrodos y se remueve el ensamble soldado.

(a) Pasos en un ciclo de soldadura de

puntos

b) Gráfica de la fuerza de presión

y la corriente durante el Ciclo.

SW


SW


PRODUCCION DE TUBERÍA CON PROCESO DE

SOLDADURA DE RESISTENCIA DE ALTA FRECUENCIA

RSEW-HF

SW



GW

PROCESO DE SOLDADURA POR GAS

Gas Welding (GW).- En el proceso de SOLDADURA POR GAS, el

calor se produce por combustión de un gas combustible mezclado

con oxígeno, en las proporciones debidas, en una cámara de

mezcla que por lo general forma parte del conjunto de la boquilla

del soplete.

El gas utilizado en la combustión puede ser metano, hidrógeno,

propano, gas de kerossene, pero por lo general se usa acetileno

en razón que la llama oxiacetilénica es la más potente de todas,

por ser el acetileno un gas rico en carbono. Soldadura con llama

oxiacetilénica (OAW). 57

SOLDADURA A GAS OXIACETILÉNICA (OAW)


OAW

La soldadura autógena de los metales y aleaciones metálicas es

una unión por fusión simultánea de los bordes a empalmar, que

presenta teóricamente todos los caracteres de la homogeneidad,

así como sus propiedades físicas, químicas y mecánicas idénticas

a las del material soldado. 58


OAW

La llama oxiacetilénica resulta de la combustión de una mezcla de

oxígeno y acetileno en volúmenes iguales y alcanza una

temperatura aproximada de 3600º C. Necesariamente para la

formación de una llama se necesitan de dos elementos el

combustible y el comburente (oxígeno).

59


OAW

El aire se compone de dos elementos, que son el nitrógeno (78%) y el

oxígeno (22%), siendo el primero un gas inerte y el segundo un verdadero

comburente.

El acetileno (C2H2) se forma por la acción del agua (H2O) sobre el

carburo de calcio (CaC2);

CaC2 + H2O ==> CaO + C2H2

60


OAW

61


OAW

CORTE POR OXIGAS (OFC)

En el proceso de corte por oxigas, usamos una llama

de oxigas para calentar el metal a la temperatura a la

cuál se oxida rápidamente o quema. La temperatura

necesaria es conocida como la temperatura de

'ignición', y para los aceros, está alrededor de 925º C

(1700ºF). Una vez que se alcanzó la temperatura, se

dirige un chorro de oxígeno de corte de alta presión

a la superficie calentada para producir una reacción

de oxidación. Este chorro de oxígeno también tiende

a remover la escoria y el residuo de óxido que se

produce por esta reacción de oxidación. Por esto,

OFC puede ser considerado como un tipo de proceso

de corte químico. 62


OAW

• Corte oxiacetilénico con

ayuda de compás.

• Pantógrafo.

• Boquillas de corte

63


OAW

CORTE POR PLASMA PAC

El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del

material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000

°C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma,

estado en el que los electrones se disocian del átomo y el gas se ioniza (se

vuelve conductor).

El procedimiento consiste en provocar un arco eléctrico estrangulado a

través de la sección de la boquilla del soplete, sumamente pequeña, lo que

concentra extraordinariamente la energía cinética del gas empleado,

ionizándolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar. 64


OAW

Resumiendo, el corte por plasma se basa en la acción térmica y mecánica de

un chorro de gas calentado por un arco eléctrico de corriente continua

establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar.

El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a

cortar, fundiendo y expulsando el material.

La ventaja principal de este sistema radica

en su reducido riesgo de deformaciones

debido a la compactación calorífica de la

zona de corte. También es valorable la

economía de los gases aplicables, ya que

a priori es viable cualquiera, si bien es

cierto que no debe de atacar al electrodo

ni a la pieza.

65


OAW

Permite espesores de corte de 0.5 a 160

milímetros, con unidades de plasma de

hasta 1000 amperios. El corte por plasma

también posibilita mecanizados en acero

estructural con posibilidad de biselados

hasta en 30 milímetros. Una de las

características más reseñables es que se

consiguen cortes de alta calidad y muy

buen acabado.

Es usable para el corte de cualquier material metálico conductor, y mas

especialmente en acero estructural, inoxidables y metales no férricos. Este

proceso permite mecanizar a altas velocidades de corte y produce menos

tiempos muertos, (no se necesita precalentamiento para la perforación).

66


BRAZING

PROCESOS DE BRAZING

El proceso de unión BRAZING es difiere a la

soldadura, el BRAZING se realiza sin la fusión de

los metales base. El calentamiento es suficiente

solo para fundir el metal de aporte. Otro proceso

de unión, soldering, es similar en el hecho que

solo requiere la fusión del metal de aporte para

crear el vínculo {bond junta, unión}. El brazing

y soldering difieren en la temperatura a la cual

funde el metal de aporte. Los metal de aporte

que funden arriba de 450°C (840°F) se

consideran materiales de brazing, mientras que

aquellos que funden debajo de esa temperatura

se usan para soldering. 67


BRAZING

A pesar que el metal base no se funde, y no hay

fusión entre el metal base y el metal de aporte,

se crea un lazo que es sustancialmente

resistente. Cuando se aplica en forma correcta, la

junta de brazing puede desarrollar una

resistencia igual o superior que el metal base a

pesar que el material de brazing sea mucho más

débil que el metal base. Esto es posible debido a

dos factores:

Primero, la junta de brazing se diseña para que

tenga una gran área de superficie.

También, la separación entre las dos piezas a unir

se mantiene en un mínimo. Las aberturas

mayores a 0.25mm (0.010 in.) puede dar una

junta con la resistencia sustancialmente reducida. 68


BRAZING

Ejemplos de Distintas Configuraciones

de Juntas de Brazing.

Ubicación de Preformas de

Brazing en Juntas de Brazing

En la Figura se muestran algunas configuraciones típicas de junta de braze.

Como se puede ver, todas estas juntas tienen áreas de superficie

relativamente grandes y aberturas ajustadas entre las partes. Para realizar el

brazing, uno de los pasos más importantes es limpiar cuidadosamente las

superficies de la junta. 69


BRAZING

Clasificaciones de Metal base de Brazing por AWS

Designación del Elemento Principal

BAlSi ..........................Aluminio - Sílice

BCuP .........................Cobre - Fósforo

BAg ............................Plata

BAu ............................Oro

BCu ............................Cobre

RBCuZn ..................... Cobre - Zinc

BMg ............................Magnesio

BNi ..............................Níquel

70


Ejemplos de Unión con

BRAZING

71

Son todos los materiales empleados

en la deposición o protección de

soldaduras, tales como: electrodos,

varillas, polvos fundentes, gases y

fluxos. Se agrupan en función de su

composición química del metal de

soldadura, tipo de consumible y del

proceso de soldadura.

CONSUMIBLES - CLASIFICACIÓN A.W.S.


CONSUMIBLES

72

Los materiales son designados por un conjunto de algoritmos y letras.

E → Electrodo para soldadura a arco voltaico.

R → Varilla para soldadura a arco voltaico y a gas.

B → Metal de adición Brazing.

Especificaciones A.W.S:

A5.1 Electrodos de soldadura por arco recubiertos con acero al carbono

A5.2 Varillas para soldadura con gas de acero y de hierro

A5.4 Electrodos resistentes a la corrosión Cr + Ni (inox)

A5.5 Electrodos de soldadura con acero al carbono de baja aleación

A5.17 Electrodos de acero al carbono desnudos y fundentes para SAW

A5.18 Electrodo continuo por arco protegido con gas acero al carbono



73

SISTEMA DE CLASIFICACION DE ELECTRODOS A5.1

E - XXX X X (CLASIFICACION GENERICA)

1 2 3 4

1. LETRA DESIGNATIVA DE ELECTRODO. (electrode)

2. LIMITE DE RESISTENCIA DEL METAL DE APORTE A LA

TRACCIÓN EN PSI X 1000.

1 TODAS

2 PLANA Y HORIZONTAL (EN ANGULO)

3. POSICIONES DE 3 PLANA

SOLDADURA 4 TODAS MENOS VERTICAL ASCENDENTE

4. VARIA DE 0 A 8 Y PROPORCIONA INFORMACIÓN SOBRE:

TIPO DE CORRIENTE (CA, CC), PENETRACION DEL ARCO Y NATURALEZA DEL

REVESTIMIENTO. INSPECCION DE SOLDADURAS SEDESEM Gonzalo Vargas Zamorano


74

Ejemplos:

E-6010 (60.000 lb/pul²) resistencia a la tracción, revestimiento de celulosa,

suelda en todas las posiciones (CC +),

E-6013 (60.000 lb/pulg²), revestimiento de

rutilo, suelda en todas las posiciones (CA, CC -).

E-7018 (70.000 lb/pulg²), con polvo de hierro en el revestimiento, suelda en

todas las posiciones (CC +, CA).

DESIGNACION TIPO DE CORRIENTE TIPO DE REVESTIMIENTO

E-XX10 E-XX11

CC+ CC+ o CA

CELULOSICO CELULOSICO

E-XX12 E-XX13

CC- o CA CC- o CA

RUTILICO RUTILICO

E-XX14 E-XX15

CC+- o CA CC-

RUTILICO, Fe EN POLVO 30% BAJO H

E-XX16 E-XX18

CC+ o CA CC+ o CA

BAJO H BAJO H, Fe EN POLVO 25%

E-XX20 CC- o CA ALTO OXIDO DE Fe

E-XX24 CC+- o CA RUTILO, Fe EN POLVO 50%

E-XX27 CC+- o CA OXIDO DE Fe y Fe EN POLVO 50%

E-XX28 CC- o CA BAJO H, Fe EN POLVO 50%



75

SISTEMA DE CLASIFICACION DE ELECTRODOS (baja aleación) A5.5

E - XXX X X - XX (CLASIFICACION GENERICA)

1 2 3 4 5

1. LETRA DESIGNATIVA DE ELECTRODO. (electrode)

2. LIMITE DE RESISTENCIA DEL METAL DE APORTE A LA

TRACCIÓN EN PSI X 1000.

1 TODAS

2 PLANA Y HORIZONTAL (EN ANGULO)

3. POSICIONES DE 3 PLANA

SOLDADURA 4 TODAS MENOS VERTICAL ASCENDENTE

4. VARIA DE 0 A 8 Y PROPORCIONA INFORMACIÓN SOBRE:

TIPO DE CORRIENTE (CA, CC), PENETRACION DEL ARCO Y NATURALEZA DEL

REVESTIMIENTO

5. INDICA COMPOSICIÓN QUÍMICA (Ejemplo E – 7018 - A1)



76

A1 0.5 % Mo

B1 0.5% Cr, 0.5% Mo

B2 1.25% Cr, 0.5% Mo

B3 2.25% Cr, 1% Mo

B4 2% Cr, 0.5% Mo

B5 0.5% Cr, 1% Mo

C1 2.5% Ni

C2 3.24% Ni

C3 1% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr

D1 y D2 0.25-0.45% Mo, 1.75% Mn

*G 0.5% min. Ni, 0.3% min. Cr, 0.2% min. Mo

0.1% min. V, 1% min. Mn (* solamente se requiere un elemento)

5. INDICA COMPOSICIÓN QUÍMICA



77

SISTEMA DE CLASIFICACION DE VARILLAS A5.2

R G XX (CLASIFICACION GENERICA)

1 2 3

1. LETRA DESIGNATIVA DE VARILLA (road)

2. LETRA DESIGNATIVA DE SOLDADURA A GAS.

3. LIMITE DE RESISTENCIA MINIMA A LA TRACCION DEL METAL DE

SOLDADURA.



78

SISTEMA DE CLASIFICACION DE ELECTRODOS RESISTENTES A LA

CORROSION A5.4

E - XXX – X X (CLASIFICACION GENERICA)

1 2 3 4

1. LETRA DESIGNATIVA DE ELECTRODO.

2. COMPOSICION QUIMICA.

3. POSICIONES DE USO; 1 TODAS LAS POSICIONES.

4. INDICA TIPO DE CORRIENTE ( 5 = CC +, 6 = CA).

Ejemplo:

E- 308-16 Para soldadura en toda posición de aceros inoxidables austeníticos

(CC +).



79

CLASIFICACION AWS PARA FUNDENTES Y ALAMBRES PARA ACEROS AL CARBONO PARA SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO - A5.17

Indica Flux

Mínima Resistencia a la Tracción X 10,000 psi.

“A” por AW; “P” por PWHT

Menor Temp. test CHV > 27J; “Z” –Sin Requerimientos

“E” - Alambre Sólido; “EC” – Alambre Tubular

FXXX – EXXX K

Clasificación del alambre electrodo (%C/100)

L:Bajo Mn M:Medio Mn H:Alto Mn

EJ: F7A4-EM12K

0

-18ºC

2

-29ºC

4

-40ºC

5

-46ºC

6

-51ºC

8

-62ºC



ELECTRODO CONTINUO DE ACERO AL CARBONO PARA SOLDADURA

A5.18 (MAG)

ER – 70 S- 3

1 2 3 4

1. LETRA DESIGNATIVA DE ELECTRODO Y VARIILA

2. LIMITE DE RESISTENCIA DEL METAL DE APORTE A LA TRACCIÓN EN PSI

X 1000

3. ALAMBRE SÓLIDO

4. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL METAL DEPOSITADO (varia de 1 a 6)



81

ESPESOR DEL MATERIAL A SOLDARSE

1/16-3/32” 1/8-5/32” 5/32-1/4” 3/16-3/8” 1/4-1/2” 3/8-3/4”

DIÁMETRO DEL ELECTRODO

3/32” 1/8” 5/32” 5/32-3/16” 3/16-1/4” 1/4”

RANGO DE AMPERAJES APROXIMADOS PARA ELECTRODOS REVESTIDOS

Ø (mm)

electrodo

E-XX10

E-XX11

E-XX10-XX

E-XX12 E-XX13 E-XX14 E-XX24 E-XX15

E-XX16

E-XX18

E-XX18-XX

1.6 - 25-40 30-50 - - - -

2 - 40-65 40-65 - - - 45-70

2.5 55-75 60-85 60-85 60-90 80-120 65-90 70-90

3.25 90-130 100-130 100-130 100-140 180-225 100-130 100-140

4 130-160 140-180 140-180 140-180 270-320 130-170 130-190

5 160-200 200-250 200-250 200-250 300-340 180-230 180-250

6 180-220 280-350 270-350 230-300 320-360 230-300 230-310



82

GRADO MIN. ESFUERZO DE CEDENCIA

PSI

ULTIMO ESFUERZO A LA ROTURA (MIN)

PSI

ELECTRODOS CLASE AWS DIAMETRO ELECTRODO

RECOMENDADO

AMPERAJE RECOMENDADO

POLARIDAD

(1)

PASE DE RAIZ

(DIAMETRO)

PASE CALIENTE

(DIAMETRO)

PASES DE RELLENO

(DIAMETRO)

A-25 25000 45000 E - 6010

(1/8” y 5/32”)

E - 6010

(5/32”)

E - 6010

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

A 30000 48000 E - 6010

(1/8” y 5/32”)

E - 6010

(5/32”)

E - 6010

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

B

35000 60000 E - 6010

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(5/32”)

E – 7010 A1

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 42 42000 60000 E - 6010

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(5/32”)

E – 7010 A1

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 46 43000 63000 E - 6010

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(5/32”)

E – 7010 A1

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 52 52000 66000

Diá.<20” y espesor cualquiera

Diá.≥20” y espesor > 0.375”

72000

Diá.≥20” y espesor < 0.375”

E – 7010 A1

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(5/32”)

E – 8010 G

(5/32”)

E – 7010 A1

(5/32” y 3/16”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 56 56000 71000



75000


E – 7010 A1

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(1/8” y 5/32”)

E – 7010 A1

(5/32”)

E – 8010 G

(5/32”)

E – 7010 A1

(5/32” y 3/16”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 60 60000 75000



78000


E – 8010 G

(1/8” y 5/32”)

E – 8010 G

(1/8” y 5/32”)

E – 8010 G

(5/32”)

E – 8010 G

( 5/32”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 65 65000 78000



80000


E – 8010 G

(1/8” y 5/32”)

E – 8010 G

(1/8” y 5/32”)

E – 8010 G

(5/32”)

E – 8010 G

(5/32”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

E – 8010 G

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

X - 70 70000 82000 (2) E – 9010 G

(1/8” y 5/32”)

E – 9010 G

(5/32”)

E – 9010 G

(5/32” y 3/16”)

1/8”

5/32”

3/16”

70 – 120

110 – 170

140 - 210

DCRP

TUBERIA API (ACERO AL C) PARA OLEODUCTOS Y ELECTRODOS CELULÓSICOS RECOMENDADOS

NOTAS (1) Puede usarse DCSP (corriente directa polaridad directa) para el pase de raíz,

* DCRP Corriente directa polaridad invertida

(2) Se recomienda utilizar electrodo E – 8010 G para el pase de la raíz


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INSTRUCTOR: Gonzalo Vargas Zamorano

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02-Procesos de Soldaduras

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