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ACTIVIDAD 3

PROCESOS DE SOLDADURA PARTE 2

En la siguiente actividad vamos a continuar con los procesos de soldadura, la primera parte es continuación de lo anterior, y en la segunda parte van a encontrar las inspecciones y controles que se realizan en los procesos de soldeo.

CONTINUANDO CON POSICIONES Y UNIONES EN SOLDADURA

En la siguiente ilustración se presentan las posiciones a tope que se utilizan para la soldadura de tuberías con bisel en la planta.

Posiciones a tope de soldadura de tuberías

Las siguientes representaciones corresponden a las juntas soldadas típicas

En las siguientes imágenes vemos como se representa las juntas a soldar, esta es la forma que el soldador ve representado en un plano, la soldadura que debe de realizar y luego debe cumplir con dicha unión, desde el sector de diseño van a acotar y representar de esta forma, por esta razón el soldador debe de conocer los métodos de representación.

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Juntas soldadas típicas, secciones y símbolos que las representan.

Juntas soldadas típicas, secciones y símbolos que las representan.

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Diseño de uniones con soldadura.

Preparación de caras según el tipo de juntas.

En la siguiente figura se muestran algunos ejemplos de preparaciones:

A. Para espesores inferiores a 4 ó 5 mm las caras son simplemente acercadas.

B. Para espesores hasta 15 mm se preparan en forma de V.

C. Para espesores hasta 20 mm con posibilidad de soldar las dos partes, es aconsejable la preparación en "doble V".

D. Para espesores de más de 20 mm con posibilidad de soldar, por una parte es aconsejable la preparación en "U", que aun siendo más laborioso tiene la ventaja de efectuar un buen depósito del metal de aportación que la preparación en "V".

Preparaciones según el tipo de junta

Las caras deben estar exentas de grasa y óxido, para lo cual se recurrirá a procedimientos químicos o mecánicos.

Los principales factores a considerar para escoger el tipo de electrodo más adecuado a la soldadura que se va a realizar son:

• Las características del metal base.

• El espesor de las piezas a unir.

• La posición de la soldadura.

• La posición del cordón que se quiere realizar.

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• El tipo de escoria.

• La resistencia de la junta soldada.

Diseño y disposición de la junta.

El diseño de la junta consiste en la configuración (arreglo) y preparación de los ángulos o superficies concordantes de una junta a soldarse. Cada una de las cinco juntas básicas (tope, traslape, te, esquinada y angular) puede presentarse en numerosas variantes para adaptarse a los requisitos de servicio de las soldaduras terminadas.

El tipo de junta a realizar depende de las cargas o fuerzas (tensión, compresión, corte, torsión o doblez) que deberá soportar la pieza. Por ejemplo, las juntas a tope pueden soportar mejor la tensión que los esfuerzos generados por un doblez, los cuales se concentran en la raíz de la soldadura.

Para metales de un espesor de 3 mm o menos, la soldadura sencilla generalmente brinda la penetración y resistencia máximas suficientes.

A continuación se verán los diferentes diseños de las juntas básicas.

Juntas soldadas a tope comunes

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La junta a tope cuadrada se utiliza principalmente para metales de un espesor inferior a 10 mm. La

disposición para la junta a tope cuadrada consiste del alineamiento y espaciamiento de los bordes cuadrados.

Para las juntas a tope cuadradas de metales de 3 a 10 mm de espesor se recomienda soldar a ambos lados (soldadura doble). Cuando el espesor del metal excede los 10 mm, como se observa en la figura anterior, los bordes de la junta deben biselarse o ranurarse antes de soldar la junta. Esta preparación del ejemplo deja expuestas más superficies internas de la junta para penetrar mejor en metales más gruesos.

Las juntas a tope ranuradas en V generalmente requieren más metal de aportación para soldar que las variaciones de ranura en V o en J. La junta a tope en V doble generalmente es mejor para condiciones normales de carga y esfuerzo.

Ninguna de las variantes de juntas a tope son adecuadas para condiciones anormales de carga, a menos que se les refuerce para más resistencia. La decisión de utilizar soldaduras de una o múltiples pasadas depende del espesor del metal y de la anchura de la junta.

La junta de traslape de filete doble es una de las formas más utilizadas de juntas de traslape. Puede soportar condiciones de carga y esfuerzo más severas que las otras juntas y se requiere muy poca o ninguna preparación del borde.

Tipo de diseños de juntas de traslape

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La junta de traslape de filete sencillo se utiliza cuando solamente se tiene acceso a un lado de la junta de traslape. No es tan fuerte como la junta de filete doble, de modo que no debe utilizarse donde se encuentren cargas o esfuerzos muy severos.

La junta con cubrejunta es una combinación de junta de tapón y traslape. Una tira de metal se suelda fileteada a lo largo de ambos bordes para unir las partes de metal a tope. Una junta de cubrejunta doble (tiras a ambos lados de los partes de metal a tope) refuerza la cubrejunta.

La T cuadrada de filete doble es la junta en T más utilizada. Algunas veces es necesario biselar uno o ambos lados de la T para proveer una mejor distribución de las fuerzas.

Variantes comunes de la junta T

Las juntas en T sencillas generalmente se hacen en metales de hasta 12,5 mm de espesor, donde la soldadura puede hacerse desde un solo lado.

Las juntas en T biseladas dobles se hacen en metales más gruesos, donde la soldadura debe soportar fuerzas muy pesadas y la junta se puede soldar desde ambos lados. Otras variantes de la junta en T incluyen las ranuras en J sencillas y dobles.

Las variantes básicas de la junta esquinada se muestran en la siguiente figura. La junta esquinada al ras generalmente está limitada a metales más delgados que 31 mm. La junta esquinada media abierta se utiliza generalmente en metales más gruesos porque permite mejor fusión y penetración.

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Junta esquinada y angular

Las juntas esquinadas completamente abiertas normalmente se hacen en conjuntos donde tanto el interior como el exterior de la esquina pueden alcanzarse para soldar. Rara vez se necesita preparar el borde (biselar) para las juntas esquinadas excepto cuando el diseño del conjunto soldado exige juntas esquinadas al ras en metales más gruesos que 30 mm.

Acorde a la disposición que se utilice, la junta angular debe realizarse solamente donde no está sujeta a cargas o fuerzas excesivas. Se utiliza principalmente para sellar juntas en estructuras en chapa metálica de servicio liviano (menos de 63 mm de espesor), tales como conductos de aire, forros de chimeneas o tubos de vapores.

Si se necesita una junta angular en metales más gruesos que 63 mm de espesor, pueden biselarse uno o dos bordes para proveer la ranura para la penetración adecuada y resistencia de la soldadura.

Precauciones y técnica

Se presentan observaciones relativas a la técnica y calidad del soldado para realizar un mejor trabajo, identificar los errores más frecuentes y evitarlos.

Efectos de la soldadura en los materiales de base.

El principal efecto ejercido por la soldadura en los materiales de base es un cambio en su dureza. Como consecuencia de calentar un acero por encima de los 850ºC, seguido de un enfriamiento relativamente rápido, se logra el aumento de su dureza, que puede ser influenciado tanto por el porcentaje de carbono como por la presencia de diferentes elementos de aleación en el material de base.

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Soldadura a tope

Soldadura en ángulo o en solape

Accesorios para limpieza

Son herramientas adecuadas para la limpieza de las piezas antes y después de soldar. Se analizan en conjunto a pesar de tener características diferentes.

a. El cepillo de acero

Está formado por un conjunto de alambres de acero y un mango de madera por donde se sujeta

.

b. La piqueta

Está constituida por un cabo que puede ser de madera o de acero.

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Con mango de madera o de acero

El cuerpo de las piquetas es alargado, uno de sus extremos termina en punta y el otro en forma de cincel, y tiene sus puntas endurecidas y agudas. En las siguientes ilustraciones se pueden apreciar dos piquetas de acero con terminaciones con diferentes formas de cincel.

Soplo magnético.

Efecto del soplo magnético.

Como cualquier conductor que transporte corriente eléctrica, el arco eléctrico está sometido a un campo magnético. En caso de impedir la distribución simétrica de este campo magnético en el arco se provocará un soplo magnético.

Causas más frecuentes del soplo magnético.

Se presentan algunas de las causas del soplo magnético, fundamentalmente con el uso de la corriente continua.

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Medidas para eliminar o disminuir el efecto del soplo magnético.

• Cambiar de posición la conexión del cable de tierra.

• Puntear en varios sectores de la junta a ser soldada.

• Variar la inclinación del electrodo.

• Calentar la pieza, cuando uno de los elementos a ser soldados es de mayor espesor que el otro.

• Si es posible, utilizar corriente alternada en lugar de corriente continua.

Inspección y control de soldadurasLa inspección y control de soldadura es fundamental para que los procesos de soldeo sean adecuados y correctos, de esto depende que el proceso sea duradero y resistente.

Se presentan los métodos de inspección y control de la soldadura por arco eléctrico que se aplican en el trabajo de la planta.

La inspección y controlDe la operación de soldadura por arco eléctrico se puede dividir en dos etapas

Controles operativos Controles finales

Se realizan durante la operación de soldadura

Se realizan después de la operación de soldadura

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Tipos de control

Se presentan distintos métodos de control que se deben aplicar a lo largo del proceso de soldadura con arco eléctrico.

Inspección y control de las juntas soldadas.

La inspección y el control de la operación de soldadura por arco eléctrico se pueden dividir en dos etapas:

Controles operativos.

A lo largo del proceso de soldadura se deben efectuar distintos controles para asegurarse que la operación se esté llevando a cabo correctamente:

• Control de la temperatura de precalentamiento: se realiza con lápices especiales para medir temperaturas hasta 600 °C (1112 °F), o con termómetros de contacto para medir temperaturas hasta 1250 °C (2282 °F).

• Control del diámetro de los electrodos o alambre por pasada.

• Control de cumplimiento de los parámetros de soldadura: se verifica la intensidad y tensión de la

corriente de soldadura en cada pasada, y la velocidad de avance y del alambre en caso de soldadura automática.

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• Control de la temperatura entre las pasadas: se recomienda efectuarlo especialmente para los aceros susceptibles al sobrecalentamiento o a la aparición de estructuras de temple.

• Control del cumplimento del número y orden de aplicación de las pasadas.

• Inspección visual del aspecto de cada pasada después de la aplicación y eliminación de toda la escoria.

• Control con líquidos penetrantes en el cordón de raíz.

Controles finales.

Estos controles se efectúan después de la operación de soldadura y pueden ser de dos tipos:

a. Controles finales no destructivos.

b. Controles finales destructivos.

a. Controles finales no destructivos

Se denominan no destructivos ya que la inspección con estos métodos no afecta la integridad de la junta soldada, ni el comportamiento durante el servicio de las piezas o estructuras soldadas. Entre estos métodos se encuentran:

• Control visual: se efectúa a simple vista, con la ayuda de lupas, con vernieres u otros instrumentos de medida.

• Control por radiaciones penetrantes (Rayos X o Gamma).

• Control por ultrasonido.

• Control por métodos magnéticos.

• Control por líquidos penetrantes.

• Control de la estructura soldada con bancos de pruebas para la solicitación dinámica o estática.

• Pruebas hidráulicas.

• Pruebas neumáticas.

• Pruebas con petróleo.

• Pruebas con amoníaco.

b. Controles finales destructivos

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Estos controles se efectúan en una muestra o modelo de la soldadura, soldando el mismo material base (misma calidad y tamaño) con los mismos parámetros de soldadura. Generalmente, los modelos se sueldan como una prolongación de la soldadura misma. Después, con los modelos se fabrican las probetas sobre las cuales se van a aplicar los ensayos destructivos. Las piezas o zonas que son evaluadas con estos métodos de control no pueden ser utilizadas ya que se afecta la integridad de dichas piezas.

Tener en cuenta que existen muchos procesos de control para realizar a los procesos de soldeo, pero sería exagerado nombrarlos todos. Por este motivo se nombraron los más usados y los que están a un alcance más cercano, para poder realizar.

ACTIVIDAD

Tomando como apoyo el material anterior resolver

Proceso de soldadura

1-Conocer los pasos en la operación del arco eléctrico es indispensable para utilizar el equipo.

Colocar el electrodo en la pinza porta-electrodo.

Encender el arco.

Limpiar la pieza a soldar.

Mantener el electrodo a distancia constante del núcleo.

Encender la máquina.

Regular el amperaje de la máquina

Colocar el material sobre la mesa de trabajo.

Fijar la conexión de masa sobre la mesa de soldar.

Apagar el arco retirando el electrodo de la pieza.

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2- Poder identificar las características del arco y de la soldadura bajo condiciones correctas e incorrectas le permitirá mejorar el proceso de soldadura.

Complete la siguiente tabla identificando las características que presenta cada soldadura de la figura.

3-Podes nombrar a cual corresponde cada imagen de junta soldada

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4-¿de qué factor depende para que tenga que realizar una junta tipo “doble v”?

5- ¿de qué debe estar exento un material antes de proceder a soldarlo? ¿Qué debo utilizar?

6-¿en qué consiste el diseño de la junta de soldadura?

7- ¿de qué depende el tipo de junta seleccionado? Antes de soldar

8-¿cuál es el principal efecto producido por la soldadura en un material?

9-¿Qué es el soplo magnético? Y cuáles son las recomendaciones para eliminarlo o disminuirlo

10-¿Qué tipos de controles existen en el proceso de soldadura?

11- ¿Qué es un control operativo?

12-¿Qué es un control final?

13-¿Por qué es tan importante el control durante y final de soldaura?