Manual de Corte, Soldadura Y Perforaci n

MANUAL DE

CORTE. SOLDADURA

PERFORACiÓN

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HAN COLABORADO:

COORDINADOR

Manuel IglesiasRodríguez

TEXTOS DIBUJOS

Jesús MongeExtinciónde Incendiosdel Ayto.de Madrid

FOTOGRAFfAS y DIBUJOS

Jesús MonjeUnidad de Diseño Gráfico de la Escuelade Bomberosy Protección Civil

EDITOR:

ESCUELADE BOMBEROS y PROTECCiÓNCIVil

IMPRESiÓN:

Egraf. S.A.Luis 1,n. 3 -7 . 28031 Madrid

DEPÓSITO LEGAL: M. 8033-2005

I.S.B.N.: 84-931740-9-2

L a compleja realidad en la que pueden desarrollarse los procedimientosde salvamento y rescate en el entorno urbano obliga a que los profe-sionales de la emergencia posean complejos conocimientos sobre las

más diversas técnicas y herramientas.

Los bomberos de una gran ciudad como Madrid deben ser el paradigma de lapolivalencia capaces de intervenir en rescate de montaña, acuático o urbano.

Así, en los siniestros de hundimientos, terremotos, desescombros, etc., el bom-bero debe manejar métodos y herramientas que permitan consolidar estructurascolapsadas o bien desescombrar, cortar, etc., estructuras de todo tipo (metálicas,hormigón, fábrica de ladrillo) que permitan el salvamento de personas sepultadas.

En este sentido los responsables de la formación de los bomberos deben ofrecerlos recursos necesarios para que la capacitación del bombero sea actualizada, per-manente y continua.

Con este Manual se cierra la trilogía de los conceptos básicos en un siniestro dehundimiento -Rescate Urbano- Apeos de emergencia y por último Corte,Perforación y Soldadura fijan las pautas y conocimientos básicos en este tipo deemergencias.

Con esta publicación la Escuela amplia su base documental con ediciones de cali-dad tanto en sus contenidos como en su presentación y posteriormente se hará lle-gar a todos los Parques para su conocimiento.

Felicito, en consecuencia, al autor de este Manual y estoy seguro de que élmismo, acompañado de la docencia directa por parte de los especialistas, constitui-rá una ayuda inestimable para el mejor desempeño del bombero y, en consecuen-cia, para el incremento de la seguridad de los ciudadanos de Madrid,

Alfonso del Álamo Giménez

Director General de Emergencias

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La soldadura es fundamental para la expansión y productividad de la industria.Actualmente es uno de los principales medios de fabricación y reparación de pro-ductos metálicos. Es casi imposible citar una industria, grande o pequeña, que noutilice algún tipo de soldadura. La industria ha encontrado en la soldadura un pro-cedimiento eficiente, seguro y económico para la unión de los metales en prácti-camente todas las operaciones de fabricación y en la mayoría de las construccio-nes

Como medio de fabricación, la soldadura aporta rapidez, seguridad y gran fle-xibilidad. Además, disminuye los costos de fabricación, porque permite diseñosmás simples y elimina costosos modelos, así como numerosas operaciones demecanizado.

La soldadura también se emplea ampliamente en la reparación de maquinaria yde piezas desgastadas, lo que repercute muy favorablemente en la economía demuchas industrias.

En nuestro campo de aplicación, la soldadura nos resulta muy útil a la hora defijar o reforzar elementos metálicos, muy comunes en la construcción actualmen-te, así como para la colocación de ojales o cáncamos en vigas o soportes que hansufrido ruina y deben ser retirados.

Aunque estas situaciones no son muy comunes, afortunadamente, es de sumaimportancia la correcta realización de estas soldaduras para no correr riesgos deaccidente.

La soldadura requiere un largo tiempo de aprendizaje para dominar una buenaparte de sus variantes. No obstante con un conocimiento elemental de los equiposy su funcionamiento, horas de práctica y una buena guía de referencia, que estemanual pretende ser, seremos capaces de realizar un trabajo satisfactorio.

En este manual hablaremos de varios tipos de soldadura, algunos desconocidospara la mayoría, con esto no pretendemos enseñarlos, sino dar una visión ampliade las múltiples formas de lograr una misma cosa y su evolución: LA SOLDADURA.

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INTRODUCCiÓN. SOLDADURAS HETEROC;~NEAS.SOLDADURAS HOMOC;~NEAS

MÁQUINAS DE SOLDAR. TIPOS DE SOLDADURA. ELECTRODOS NORMATIVAS.

T~CNICAS . POSICIONES. SOLDADURA CON ARCO SOLDADURA MIC;

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SOLDADURA

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SOLDADURA1.1. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA

Entre los numerosos procedimientos de soldeo que se aplicanen la actualidad, la soldadura con llama, el soldeo por arco y la sol-dadura por resistencia son los más extendidos. Para explicar lasdiferencias existentes entre estos procedimientos podemos fijar-nos en las funciones que debe desempeñar el soldador para la apli-cación de cada uno de ellos.

La principal misión del soldador que utilice el procedimiento desoldadura con llama es la de controlar y dirigir el calor sobre los

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CORTE ·SOLDADURA .PERFORACIÓN

bordes de las piezas a enlazar mientras aplica, al baño de fusión,una varilla de metal adecuado. El intenso calor necesario para fun-dir bordes y varilla se obtiene por la combustión de un gas. Puestoque normalmente se emplea una mezcla de acetileno y oxígeno, elprocedimiento recibe el nombre de soldadura oxiacetilénica.

La técnica requerida para este trabajo se puede resumir en lossiguientes puntos:

. Reglaje de la instalación.

. Selección de la boquilla y diámetro de varilla adecuados.

. Preparación de los bordes de las piezas a soldar.

. Manejo correcto de llama y varilla.

El soldador de oxiacetilénica también puede hacer el corte conllama mediante el empleo de un dispositivo de corte y una sobre-presión de oxígeno. El oxicorte, o corte con llama, se emplea paracortar diversos metales al tamaño y forma adecuados, o bien, paraeliminar el material sobrante en piezas de fundición.

El trabajo del soldador por arco consiste en establecer un arcoeléctrico en un extremo de la junta a realizar y, mantenerlo, paraconseguir la fusión de los bordes de las piezas y del electrodo. Elmetal fundido procedente del extremo del electrodo se deposita

entre las piezas y junto con elque resulta de la fusión de losbordes forma el baño de fusión.Éste, al solidificar, da lugar auna conexión limpia y unifor-me.

El soldador por arco debeseleccionar el electrodo ade-cuado para cada trabajo o sercapaz de seguir las instruccio-nes establecidas en las especifi-caciones; leer símbolos de sol-

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PROCEDIMIENTOS

dadura y realizarcualquier tipo decostura utilizan-do la posturaadecuada, es de-cir, soldadura entecho, en hori-zontal, etc.

En el campode la soldadurapor arco, losprocedimientos que utilizan una protección gaseosa tienen unprestigio reconocido, considerándose incluso superiores al méto-do clásico con electrodos revestidos. Siendo, este método, el másutilizado en la actualidad ya no sólo en la industria sino en peque-ños talleres.

En estos procedimientos de soldeo tanto el arco como el bañode fusión están rodeados por un gas protector. Esta proteccióngaseosa evita la contaminación atmosférica con lo que se consi-gue una soldadura muy limpia. Estos procedimientos, que seconocen como soldadura TIG y soldadura MIG, se pueden aplicarmanual o automática mente.

Los soldadores por resistencia son responsables del control delas máquinas que realizan estas soldaduras. Éstas trabajan poraplicación de calor y presión. Si se sitúan dos piezas metálicasentre dos electrodos y a través de éstos se establece una corrien-te de gran intensidad, bajo un pequeño voltaje, los materiales,debido a su propia resistencia se calentarán hasta alcanzar el esta-do plástico. Una vez interrumpida la corriente se completa la sol-dadura por aplicación de una presión a las piezas.

Las misiones del soldador son las de ajustar la corriente, la pre-sión y los tiempos de alimentación adecuados para cada material

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CORTE .SOLDADURA .PERFORACiÓN

a soldar. También es responsable de la alineación correcta de laspiezas a ensamblar así como, de controlar el paso de éstas a travésde las máquinas de soldar.

Por lo tanto, como hemos visto, el oficio del soldador abarca unamplio abanico siendo prácticamente imposible que un soldadordomine todas las técnicas medianamente. Es por eso que el solda-dor se especializa en una determinada técnica, ya que de otraforma la calidad requerida para los trabajos de soldadura no sealcanzaría.

1.1.1.Selección del procedimiento de soldeo más adecuado

No existen reglas sencillas y precisas que determinen el tipo desoldadura a utilizar para cada trabajo en particular. En general, losfactores determinantes para la elección son:

. El tipo de metal a soldar.

. El costo.

. La naturaleza de los productos a fabricar.

. Las técnicas utilizadas en la producción.

Algunos trabajos se realizan más fácilmente mediante la solda-dura oxiacetilénica, otros por el contrario, son más adecuadospara soldadura por arco.

Como hemos visto anteriormente existen diversas formas desoldar, en este manual vamos a hacer referencia tan solo a las másconocidas, dejaremos a un lado los métodos utilizados en grandesindustrias, de los que únicamente mencionaremos alguno, debidoa su importancia.

PROCEDIMIENTOS

1.1.2. Procesos de soldadura

La soldadura es un proceso para la unión de dos metales pormedio de calor y/o presión y se puede definir como la unión ínti-ma entre átomos de dos metales. Existen diversos procesos de sol-dadura que, fundamentalmente difieren, por el modo de aplicar elcalor o la energía para la unión, y por el metal resultante de esaunión. Una manera general de agruparlos es la siguiente:

. Soldadura blanda.

. Soldadura fuerte.

Estos procesos se encuadran en las soldaduras Heterogéneas,ya que el metal base es distinto del aportado.

. Soldadura por forja.

. Soldadura por resistencia.

. Soldadura con llama.

. Soldadura por arco eléctrico.

Estos procesos se encuadran en las soldaduras Homogéneas,puesto que metal base y metal de aportación son la misma cosa,no hay discontinuidad entre uno y otro.

Para lograr la soldadura algunos procesos requieren de muchafuerza para la unión; unas, de un metal de aporte y mucha ener-gía térmica que derrita dicho metal, otras sólo requieren de unagran cantidad de energía. Cada uno de los diferentes procesos desoldadura genera características especiales y costos específicos.

Para lograr la soldadura existen diferentes formas de unir losmateriales, su aplicación dependerá fundamentalmente del tipode material a utilizar, la apariencia de la unión y del uso que sedará a ésta.

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CORTE .SOLDADURA ·PERFORACIÓN

1.2. SOLDADURAS HETEROGÉNEAS

1.2.1. Soldadura blanda

Es la unión de dos piezas de metal por medio de un metallla-mado de aporte que se aplica entre ellas en estado fundido.

La temperatura de fusión de estos metales no es superior a los4302 C. En este proceso se produce una aleación entre los metalesy con ello se logra una adherencia que genera la unión de éstos.En los metales de aporte por lo regular se utilizan aleaciones deplomo y estaño que funden entre 1802y 3702 C.

Este tipo de soldadura es utilizada para la unión de piezas queno están sometidas a grandes cargas o fuerzas. Una de sus princi-pales aplicaciones es la unión de elementos a circuitos eléctricos.Por lo regular el metal de aporte se funde por medio de un solda-dor eléctrico y fluye por capila-ridad.

1.2.2. Soldadura fuerte

En esta soldadura se intro-duce también un metal de

aporte en estado líquido peroéste, es un metal no ferrosocon punto de fusión superior alos 4302 e y siempre menor quela temperatura de fusión delmetal base. Por lo regular serequiere de fundentes especia-

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, EAS y HOMOGÉNEAS

les para remover losóxidos de las superfi-cies a unir y aumen-tar la fluidez al metalde aporte. Algunosde los meta les deaporte son aleacio-nes de cobre, alumi-nio o plata.

A continuación se presentan algunos de los más utilizados paralas soldaduras denominadas como fuertes:

1. Cobre. Su punto de fusión es de 1083QC.2. Bronces y latones con punto de fusión entre los 870Q y

1100QC.

3. Aleaciones de plata con temperaturas de fusión entre 630Qy 845Q C.

4. Aleaciones de aluminio con temperatura de fusión entre570Q y 640Q C.

1.3. SOLDADURAS HOMOGÉNEAS

Se conoce por soldadura homogénea la unión indisoluble demetales de la misma naturaleza, por fusión, en estado pastoso ofluido, que penetra íntimamente formando un todo sin soluciónde continuidad.

Según el procedimiento empleado, las soldaduras autógenas seclasifican como se indica en el siguiente cuadro:

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POR PRESiÓNA LA FRAGUA

SOLDADURAS ELÉCTRICA POR RESISTENCIA

AUTÓGENAS POR ARCO ELÉCTRICO

HOMOGÉNEASPOR FUSiÓN CON GAS PROTECTOR

CON SOPLETE

CORTE .SOLDADURA .PERfORACIÓN

1.3.1. Soldadura por forja o a la fragua

Es el proceso de soldaduramás antiguo. Consiste en elcalentamiento de las piezas aunir en una fragua hasta suestado plástico y posterior-mente por medio de presión ogolpeteo se logra la unión delas piezas. En este procedi-miento no se utiliza metal deaporte y la limitación del pro-

ceso se encuentra en que sólo se puede aplicar en piezas peque-ñas y en forma de lámina. La unión se hace del centro de las pie-

zas hacia afuera y debe evitar-se la oxidación, para esto seutilizan aceites gruesos con unfundente, por lo regular se uti-liza bórax combinado con salde amonio.

La preparación se hace dediferentes formas. En la figurase ven dos piezas en forma deuña, con un abultamiento, quepermite el martilleo necesario,sin que la unión disminuya deespesor.

No se insiste más en la des-cripción de este procedimientopor estar actualmente en desu-so, excepto en produccionesartesanales.

A.20

La soldadura por resistenciaes, principalmente, un procedi-miento para fabricación enserie. Se destina específica-mente a la producción masivade electrodomésticos, automó-viles, equipo eléctrico, etc.Probablemente la principalcaracterística se encuentra en la gran rapidez para la realizaciónde las costuras.

El principio de funcionamiento de este proceso consiste enhacer pasar alta corriente eléctrica a través de los metales que sevan a unir; como en la unión de los mismos la resistencia es mayorpor sus cuerpos, se produce un calentamiento que funde el metal;si a la vez aplicamos presión las piezas se unirán de forma homo-génea. Lacorriente pasa por untransformador en el que sereduce el voltaje de 120 ó 240 a4 ó 12V se eleva a un amperajeconsiderable para subir la tem-peratura. Cuanto mayor es laresistencia que el metal opone,mayor es la cantidad decorriente que circula, antes seeleva la temperatura del cuer-po. La soldadura eléctrica, noes sino un cortocircuito que seestablece entre las piezas quese han de soldar previamenteconectadas a los polos de la

1.3.2. Soldadurapor resistencia

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'AS Y HOMOGÉNEAS

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CORTE . SOLDADURA. PERfORACIÓN

corriente eléctrica. Los bordes de dichas piezas alcanzarán rápida-mente el punto de fusión, bastando sólo presionarlas para quequeden soldadas. La soldadura por resistencia es aplicable a casitodos los metales, excepto al estaño, zinc y plomo. La máquinaspueden ser fijas o móviles o bien estar acopladas a un robot obrazo mecánico.

En los procesos de soldadura por resistencia se incluyen los de:

1.3.2.1. SOLDADURA POR PUNTOS

La corriente eléctrica pasa por dos electrodos con punta queuna vez permitido el calentamiento de las piezas aplican la presióngenerando un punto de soldadura. Como su nombre indica, la cos-tura soldada no es continua sino por puntos más o menos separa-dos en función de la resistencia deseada.

Se realiza en máquinas especiales pro-vistas de dos electrodos en cuyas puntasse colocan las piezas que se han de soldar.Al presionar los electrodos contra las pie-zas con una fuerza de 100 a 200 Kg,queda conectada la corriente, el materialllega al estado pastoso y seunen íntimamente en los pun-tos de contacto. La soldadurade cada punto, tan sólo duraalgunas fracciones de segundoy se obtienen uniones muyresistentes, es un procedimien-to muy empleado que ha susti-tuido claramente al remachadode chapas y de perfiles de pocoespesor.

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,AS Y HOMOGÉNEAS

Pueden soldarse chapas de acero de 8 milímetros y de 5 milí-metros en otros metales.

1.3.2..2.. SOLDADURAPOR RESALTES

Es un proceso similar al de puntossólo que, en ésta, se producen variospuntos a la vez en cada ocasión que segenera el proceso. Los puntos estándeterminados por la posición de unconjunto de puntas que hacen contac-to al mismo tiempo. Este tipo de sol-dadura se puede observar en la fabri-cación de malla.

1.3.2..3. SOLDADURA POR COSTURA

Es el enlace continuo de dos piezasde lámina traslapadas. La unión seproduce por el calentamiento obteni-do por la resistencia al paso de lacorriente y la presión constante queejercen dos electrodos circulares. Esteproceso de soldadura es continuo.

1.3.2..4. SOLDADURA A TOPE

Consiste en la unión de dos piezas con la misma sección, que sepresionan cuando está pasando por ellas la corriente eléctrica, conlo que se genera calor en la superficie de contacto. Con la tempe-

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CORTE. SOLDADURA. PERFORACIÓN

ratura y la presión entre las dospiezas se logra la unión. Para ellose emplean máquinas especialesen las que se sujetan las piezas conunos soportes que sirven de elec-trodos. Las superficies que se hande unir, deben estar bien limpias,para evitar poros que debilitaríanla soldadura.

1.3.3.Soldadura con llama u oxiacetilénica

La soldadura con llama se utiliza prácticamente en todas lasindustrias de fabricación metálica; principalmente en trabajos demantenimiento.

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Debido a su flexibilidad ymovilidad es ampliamente utili-zada en trabajos de reparacióny mantenimiento. El equipo,montado sobre un carro, esfácilmente transportable alpunto donde se desee, la adap-tabilidad del procedimientooxiacetilénico permite su apli-cación para soldadura porfusión, soldaduras heterogéne-as, corte y tratamientos térmi-cos.

Como fuente de calor seemplea llama producida por lacombustión de acetileno enpresencia del oxígeno. El aceti-

AS Y HOMOGÉNEAS

leno es el combustible y el oxí-geno el comburente. Tambiénse utilizan otros gases comopropano, butano e hidrogenopara su utilización bajo el agua.

La llama se obtiene con unsoplete a propósito en el que sepueden dosificar adecuada-mente ambos gases, según lanaturaleza y el espesor delmaterial que se va a soldar. La temperatura alcanzada por estallama es superior a los 31002 C.

El proceso de soldadura consiste, esencialmente, en calentar laspiezas hasta la fusión de sus bordes, para que éstos se unan direc-tamente o bien, aplicando la varilla de metal de aporte al baño defusión.

1.3.4. Soldadura eléctrica

La principal ventaja de la soldadura eléctrica por arco estriba enla gran rapidez con que se realizan soldaduras de gran calidad a uncosto relativamente bajo. Aplicaciones específicas de este procedi-miento se encuentran en la fabricación de estructuras de acero,puentes y maquinaria. Elsoldeo por arco se considera ideal para lafabricación de recipientes y aparatos a presión, así como para laproducción a base de metales comerciales estándar.

El desarrollo de las soldaduras por arco con protección gaseosaamplía el campo de aplicación de este procedimiento a todo tipode metales, férreos y no férreos, y en toda la gama de espesores.

La soldadura eléctrica por arco con electrodos revestidos, quees la que ocupa nuestra atención debido a que los equipos que dis-

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CORTE .SOLDADURA .PERfORACiÓN

pone el Servicio de Bomberos son de este tipo, está fundada sobreel siguiente principio:

Si se corta un conductor eléctrico en un punto cualquiera delcircuito, al acercar de nuevo sus extremos se produce entre ambosun arco luminoso que engendra efectos caloríficos intensos(3.000g C). Es lo que, de forma común, conocemos como "chispa".

Laspiezas que debensoldarse, conectadas en el circuito eléctri-co, constituyen el extremo de uno de los conductores (masa),mientras que el otro está formado generalmente por el metal deaportación (pinza).

Lacorriente eléctrica empleada puede ser alterna o bien conti-nua.

Se llama corriente continua la que circula en el mismo sentidoy corriente alterna la que varía a cada instante de sentido (gene-ralmente unas 50 veces por segundo). En la corriente continua sepueden distinguir dos polos (positivo y negativo).

No es posible conectar un circuito de soldadura directamentesobre los cables de la red sin un elemento intermediario. Esta

corriente se suministra general-mente a una de tensión relati-vamente elevada (220 ó 380V.) Y la corriente sobrepasaríala intensidad admisible por elcircuito.

Para salvar esta dificultad seusan unos aparatos que trans-forman la corriente según loscasos y necesidades.

Según la naturaleza de lacorriente que suministra alpuesto de soldadura, puede ser:

UINAS DE SOLDAR

. Corriente alterna, que proporciona un buen rendimiento,pero sólo puede emplearse con electrodos especialmente prepara-dos: electrodos revestidos.

. Corriente continua, facilita el cebado del arco; éste es másestable y puede usarse con electrodos de todo tipo.

1.4. MAQUINAS DE SOLDAR

Regulación Selectorde Intensidad Voltaje

MasaMlnimo

1.4.1.Transformadores

Son grupos estáticos que recibenla corriente alterna de la red y latransforman en otra alterna de lamisma frecuencia, pero de menortensión y mayor intensidad, propiapara la soldadura. Han sido hastaahora los más utilizados.

1.4.2..Transformadores-rectificadores

Son máquinas estáticas que dejanpasar la corriente alterna de la reden un solo sentido. Se obtiene asíuna corriente rectificada, con suspolos definidos, pero con los cortespropios de la alterna. Su comporta-miento para la soldadura es como sise tratara de corriente continua.

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CORTE · SOLDADURA. PERfORACIÓN

Constan de un transformador, cuyo circuito primario estáconectado a la red y el secundario a un rectificador, que es elencargado de convertir la corriente alterna en rectificada, mercedal uso de materiales llamados semiconductores, como el silicio.Dado el gran desarrollo y el alto rendimiento que se ha alcanzadocon estos elementos en la actualidad es de prever, que estas sol-dadoras sean las de mayor aplicación en el futuro.

1.4.3. Convertidores

Están compuestos de un motor eléctrico alimentado por lacorriente alterna de la red o por un motor de explosión que mueveuna dinamo, unida al mismo eje, la cual genera corriente continuapara la soldadura.

Pueden ser dos máquinas independientes o formar un solo blo-que.

1.4.4. Alternadores Ogrupos convertidores de frecuencia

Son máquinas rotativas compuestas de un motor eléctricomovido por la corriente alterna de la red que acciona un alterna-dor, el cual suministra corriente alterna a la tensión e intensidadconveniente para la soldadura, pero con una frecuencia de 250períodos (Hz). Esto proporciona mejor cebado y estabilidad delarco.

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!ÁQUINAS DE SOLDAR

1.4.5. Características técnicas de los equipos y consumibles

Las máquinas soldadoras quedan determinadas por los siguien-tes datos:

1.4.5.1. CLASEDE CORRIENTEQUE SUMINISTRAN

Es importante conocerla, ya que el resultado positivo de la sol-dadura depende del uso correcto de determinados electrodos,puesto que deben ser utilizados con una cierta polaridad. Por todoello, es un factor decisivo en la elección de la máquina.

1.4.5.2. AUTORREGULACIÓN

Capacidad de pasar, automáticamente, de la tensión de cebadoa la de arco en el tiempo en que se establece el mismo.

1.4.5.3. INTENSIDAD

La intensidad que puede soportar y su posible regulación,dependiendo del diámetro de los electrodos que se hayan deemplear.

1.4.5.4. AEROVOLTAICO

La temperatura que se genera en este proceso es superior a los5.500Q C. Para la generación del arco existen los siguientes elec-trodos:

· Electrodo de carbón.- En la actualidad son poco utilizados, el

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CORTE ·SOLDADURA ·PERFORACIÓN

electrodo se utiliza sólo como fuente de calor y el metal de apor-te se agrega por separado. Este método esta en desuso, ya que elprincipio es el mismo que el de la soldadura TIG que utiliza elec-trodos de tungsteno como veremos mas adelante.

. Electrodo metálico.- El propio electrodo sirve de metal deaporte al derretirse sobre los materiales a unir.

. Electrodos recubiertos.- Los electrodos metálicos con unrecubrimiento que mejore las características de la soldadura sonlos más utilizados en la actualidad, las funciones de los recubri-mientos son las siguientes:

- Proporcionan una atmósfera protectora.- Proporcionan escoria de características adecuadas para prote-

ger al metal fundido.- Facilita la aplicación de la soldadura en techo.- Estabiliza el arco.- Añade elementos de aleación al metal de la soldadura.

- Desarrolla operaciones de enfriamiento metalúrgico.- Reduce las salpicaduras del metal.- Aumenta la eficiencia de deposición.- Elimina impurezas y óxidos.- Influye en la penetración del arco.- Influye en la formación del cordón.- Disminuye la velocidad de enfriamiento de la soldadura.

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'Os. DE SOLDADURA

Las composiciones de los recubrimientos de los electrodospueden ser orgánicas o inorgánicas y estas substancias sepueden subdividir en las que forman escoria y las que sonfundentes. Algunos de los principales compuestos son:

- Para la formación de escoria se utilizan Si02, Mn02 y FeO.

- Para mejorar el arco se utilizan Na20, CaO, MgO y Ti02.

- Como desoxidantes: grafito, aluminio, serrín.

- Para mejorar el enlace: silicato de sodio, silicato de potasio yasbestos.

- Para mejorar la aleación y la resistencia de la soldadura: vana-dio, cesio, cobalto, molibdeno, aluminio, circonio, cromo,níquel, manganeso y tungsteno.

1.5. SOLDADURA AL ARCO CON PROTECCiÓNGASEOSA

En esta serie de procesos de soldadura el arco eléctrico sumi-nistra el calor para la fusión mientras que, la protección gaseosa

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A?2

CORTE .SOLDADURA .PERFORACIÓN

se encarga de la protección y limpieza, y a menudo, también delcontrol metalúrgico. La forma más ampliamente utilizada de sol-dadura al arco con gas protector es la soldadura al arco metálico.

BOQUilLA

TUBOCONDUcrOR

GASPROTECClON

'~''''

METAL BAÑOBASE

METALSOLDADO

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1.5.1. Origen de la Soldadura al arco metálico

La soldadura al arco comenzó en 1881 con el uso, por Augustede Meritens, de arcos de electrodos de carbón no consumibles.Poco después, en 1888 el ruso N. G. Slavianoff, utilizó como elec-trodo consumible una varilla de acero desnuda y es generalmenteaceptado como el inventor de la soldadura por arco metálico. Lasoldadura manual con alambre desnudo, como fue conocida, seempleó durante casi medio siglo pero actualmente está ya endesuso. Se necesitaba una habilidad considerable para encender ymantener el arco y puesto que la operación se hacía en el aire, elmetal era seriamente contaminado con oxígeno y nitrógeno; estoafectaba adversamente a las propiedades de resistencia al choque.

No mucho después de la introducción del proceso de arco metá-lico con alambre desnudo, se hicieron intentos para vencer estas

]TOS DE SOLDADURA

dificultades recubriendo los electrodos. Estos intentos fueron esti-mulados por el hecho, reconocido desde los primeros días, de laimportancia de la superficie del alambre del electrodo. Aunque seconsideraba como desnudo, el alambre utilizado para la soldadurarecibía frecuentemente un baño de limo durante el trefilado,obteniéndose como resultado una delgada película de óxido yarcilla en la superficie del hilo. Aunque de espesor despreciable,esta película conducía a una mejora notable de las propiedades delarco.

Kjellberg introdujo el primer electrodo recubierto de fundenteen 1907 y comprendió claramente que el recubrimiento podríatener otras funciones además de las simples de estabilizar el arco.

Desde su introducción, en el comienzo de siglo, los electrodosde arco metálico han estado sometidos a un continuo desarrollo.A despecho de la competencia de otros métodos de soldaduradesarrollados recientemente, el proceso de arco metálico en elcual los electrodos en forma de varillas de corta longitud recu-biertas de fundente son sostenidos manualmente, se ha transfor-mado en el proceso de soldadura más ampliamente utilizado. Apartir de algunos de los primeros electrodos recubiertos por unfino baño, que se aplicaba sumergiéndolos en barro, se han desa-rrollado los electrodos modernos en los que el fundente es de con-siderable espesor y se aplica por extrusión.

ALAMBRE EXTREMO DE SUJECClON

EXTREMO DE CEBADO REVESTIMIENTO

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1.5.2.Recubrimientos de electrodos

El recubrimiento de un electrodo tiene que cumplir múltiplesfunciones que ya he enumerado anteriormente, además, la esco-ria dejada sobre la superficie de la soldadura debe ayudar a la for-mación de un cordón de soldadura de la forma adecuada. Una vezse ha completado y enfriado la soldadura ya no se necesita la esco-ria, y ésta debe poderse quitar fácil y rápidamente. Como cabríaesperar, existen actualmente tipos variados de recubrimiento,cada uno de los cuales es más adecuado para unas aplicacionesque para otras. Puesto que las características de un electrodo y lacomposición y propiedades del metal depositado pueden ser fácil-mente alteradas a través de la composición del recubrimiento fun-dente, es posible la preparación de electrodos para fines especia-les. Los electrodos se evalúan por la calidad del metal que deposi-tan, la economía con la cual lo depositan y, sobre todo, por la faci-lidad con que pueden ser usados por el soldador.

De los muchos ingredientes de los recubrimientos de electrodospara soldar acero suave, probablemente los más importantes son:celulosa, generalmente en forma de un desagregado químico depulpa de madera conocido como floco alfa; óxido de titanio,corrientemente en forma de rutilo natural; silicatos minerales;óxidos de hierro; carbonatos básicos, tales como caliza; espato-fluor; ferrosilicio y silicato sódico. En muchos electrodos moder-nos se incorpora también polvo de hierro.

Elcomportamiento de un electrodo viene determinado no sola-mente por la composición química de su recubrimiento sino tam-bién por el origen, estado de división y manipulado de los consti-tuyentes.

Después de que los materiales seleccionados se han mezclado yamasado con un aglomerante, a menudo silicato sódico, para for-mar una pasta espesa, ésta se extruye alrededor del núcleo de

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ELECTRODOS

alambre de acero bajo en carbono, que ha sido cortado en longi-tudes adecuadas y enderezado. A continuación los electrodosrecubiertos se secany cuecen, en estufas continuas, hasta un con-tenido de humedad controlada.

La función de las adiciones de ferro-aleaciones al recubrimien-to de un electrodo se pone de manifiesto por el cambio en el aná-lisis del metal aportado resultante, utilizando una técnica de sol-dadura que permita una contaminación excesiva por la atmósfera.Con un arco anormal mente largo, la protección se hace menosefectiva y se emplea en desoxidar la soldadura una mayor canti-dad del silicio presente que la empleada con un arco corto. El oxí-geno de la atmósfera disminuye el contenido en carbono por oxi-dación y, como el nitrógeno, también de la atmósfera, se absorbeen el metal de la soldadura. El contenido en nitrógeno del nivelque se presenta en el metal de soldadura depositado con arcos lar-gos, se traduce inevitablemente en porosidad. Los electrodosvarían en su capacidad de protección y de ahí en su susceptibilidada los efectos adversos del arco largo.

El mayor riesgo de la porosidad por nitrógeno se presenta alcomienzo de la soldadura donde es particularmente importanteno mantener un arco largo.

Cuando se deseadepositar un metal de soldadura aleado seaña-den ferro-aleaciones en el recubrimiento fundente. Sin embargo,en los metales altamente aleados o las aleaciones no ferrosas todao por lo menos la mayor parte de la adición aleante está conteni-da en el alambre del núcleo del electrodo.

1.6. ELECTRODOS.CLASIFICACiÓN

Se llaman electrodos los extremos de los conductores entre loscuales salta el arco eléctrico o arco voltaico. Uno de los

- - - - - -- - - - - -

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-- - - --


conductores es siempre la pieza metálica (a la cual se conecta lapinza de masa) que se ha de soldar; por esto cuando se habla en lasoldadura del "electrodo" se refiere uno siempre al otroconductor, desde el cual salta la chispa hasta la pieza (varilla demetal de aportación).

Existen varios tipos de electrodos, principalmente vamos adistinguir entre consumibles y no consumibles.

1.6.1. Electrodos no consumibles

Los electrodos no consumibles (carbón, tungsteno, etc.) sólosirven para fundir el metal de la pieza gracias al calor generadopor el arco voltaico. Si hace falta metal de aportación, hay queemplear una varilla como en la soldadura por soplete de gas.

1.6.2.. Electrodos consumibles

En el caso de los electrodos consumibles, los más utilizados sonlos electrodos metálicos recubiertos, en éstos el mismo electrodoconstituye el metal de aportación, que va fundiendo y cayendo engotas por el calor del arco.

Este tipo de electrodos, es el más utilizado. Están constituidos engeneral por la varilla del metal de aportación y un revestimiento.Éste consiste, en general, en una capa de una sustancia apropiadaque envuelve la varilla.

Este revestimiento en los electrodos tiene como fin evitaroxidaciones en la soldadura, pues el hierro líquido al contacto conel aire se combina químicamente con el oxígeno, volviéndosefrágil y duro a temperatura ambiente; el revestimiento protege lasoldadura creando un gas inerte alrededor del metal derretido,aislándolo por completo de la atmósfera, produciendo una escoria

,4...36

ELECTRODOS

que se rompe fácilmente, cuya función es la protección de lasoldadura aumentando el tiempo de enfriamiento del metaldepositado, lo que conduce a una soldadura más dúctil o flexible,evitando así su rotura ante esfuerzos considerables.

Para quitar estas escorias se debe usar siempre protecciónevitando así las proyecciones en los ojos.

El revestimiento protector de los electrodos debe permanecerseco, para conseguir un buen cebado del electrodo y posteriorsoldadura.

Hay gran variedad de electrodos, éstos se diferencian entre sípor el material de la varilla de aportación (hierro, aluminio,fundición, acero inoxidable, etc.) y principalmente por lacomposición del recubrimiento (rutilo, básico, oxidante,celulósico, etc...).

RUTILO

El electrodo más utilizado para la soldadura de aceros suaves,aceros de construcción, aceros al carbono en general, etc. es el detipo rutilo. Su nombre se debe a la gran cantidad de óxido detitanio (rutilo) que lleva en su revestimiento. Son de fácilutilización ya que el cebado es bueno, la escoria es viscosa y sedesprende con facilidad, se pueden utilizar tanto con corrientecontinua como con corriente alterna, son apropiados para soldaren todas las posiciones (plano, vertical, rincón y techo). A todoesto hay que añadir unas buenas características mecánicas.

CELULÓSICO

Un recubrimiento de esta clase tiene un alto contenido en

celulosa, ésta se quema produciendo un abundante suministro de

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- --


hidrógeno y monóxido de carbono, los cuales protegen el arco dela atmósfera. La presencia en el arco de estos gases con elevadopotencial de ionización se traduce en un alto voltaje de arco y porello una elevada energía de arco, la cual es causa del rápidoconsumo y profunda penetración de este tipo de electrodos.Durante la fusión de electrodos celulósicos hay tendencia a ladescomposición de los constituyentes orgánicos del recu-brimiento al calentarse el alambre del núcleo del electrodo porresistencia. Esto se traduce en una ligera caída del voltaje del arcoy un incremento en las cantidades de manganeso y silicio quepasan al metal soldado. Este efecto se controla casi totalmentepor la forma en que está compuesto el recubrimiento. Puesto quela mayor parte del recubrimiento es carbonoso se deposita pocaescoria sobre la soldadura y este hecho, junto con el fuerte chorrode plasma producido por un arco potente, hace adecuado elelectrodo para la soldadura en todas posiciones. Ha sidoampliamente utilizado para soldaduras de tubos y estructuras, amenudo con una técnica de soldadura vertical descendente en lacual el metal de la soldadura es sostenido por el chorro de plasma.La ausencia de estabilizadores en el recubrimiento y el elevadovoltaje del arco hacen necesario el uso de corriente continua y unapolaridad positiva del electrodo.

OXIDANTES

Estos electrodos están recubiertos principalmente con óxidos ocarbonatos de manganeso y hierro, con algunos silicatos. Este tipode recubrimiento produce una escoria fluida y voluminosa que setraduce en una soldadura lisa y limpia, de la cual la escoria puedesepararse fácilmente.

La presencia de la escoria atrapada en soldaduras profundas devarias pasadas es reducida, por lo cual estos electrodos sonespecialmente adecuados para trabajo de alta calidad en el que se38

ELECTRODOS

utiliza inspección radiográfica. Puesto que la escoria es fluida, conestos electrodos sólo se emplea corrientemente soldadurahorizontal; mientras que el volumen de la escoria a fundir exige lapolaridad positiva del electrodo para aprovechar la ventaja delcalentamiento extra de la punta. También puede utilizarsecorriente alterna.

BÁSICos

Probablemente es el tipo de electrodo más importante desde elpunto de vista metalúrgico. El recubrimiento de este electrodocontiene considerables cantidades de carbonato cálcico yfluoruros en forma de caliza y espatofluor. El recubrimiento delelectrodo se produce con un contenido de humedad muy bajo, demodo que el contenido en hidrógeno del metal depositado escorrientemente menor que con otros tipos de electrodos, y amenudo puede ser tan bajo como 5 ml/10o g. Los electrodos deesta clase se llaman básicos o de bajo hidrógeno, aunque debetenerse en cuenta que no todos los electrodos de bajo hidrógenoson estrictamente del tipo básico o de caliza-espatofluor.

Debido en parte al bajo contenido en hidrógeno del metalsoldado, estos electrodos son adecuados para soldar aceros debaja aleación, susceptibles de agrietarse en la zona afectada por elcalor. El metal aportado tiene una gran resistencia alagrietamiento en caliente y a la fisuración, es apropiado parausarse con aceros de gran espesor, aceros de alto contenido encarbono mejor que otros tipos de electrodos. Además el metalaportado tiene propiedades mecánicas excelentes, especialmentede resistencia al choque. Posiblemente los electrodos básicos noson tan fáciles de utilizar como algunos otros tipos, pero en laactualidad puede usarse generalmente en todas las posiciones desoldadura tanto en corriente alterna como en corriente continuaen el electrodo positivo. La escoria es relativamente fluida y no

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- - - ---


tan voluminosa como en los electrodos del tipo de rutilo. Puestoque se utilizan para aplicaciones de alta calidad, basadas en el bajocontenido de humedad del recubrimiento, estos electrodos debenalmacenarse y secarse cuidadosamente. Para aplicacionesespecialmente severas, tales como la soldadura de aceros aleados,se practica un secado adicional inmediatamente antes de serutilizados.

GRAN RENDIMIENTO

La introducción de polvo de hierro en el recubrimiento delelectrodo tiene un notable efecto sobre su rendimiento. Lasadicionesde polvode hierro en loselectrodos se alinean entre 5%

Y 50 %, aunque la adición deis % no es suficiente para situar unelectrodo en la clase de polvo de hierro. El polvo de hierro seadiciona al recubrimiento por dos razones: para aumentar lavelocidad de fusión y mejorar el comportamiento del arco. Conlos electrodos convencionales la corriente de soldar es conducidatotalmente por el núcleo de alambre; pero con polvo de hierro enel fundente, el recubrimiento se hace conductor cerca del arco, locual proporciona un camino alternativo para la corriente. Comoresultado el arco se ensancha, tiende a llamear y deposita sobre unárea mayor con menos penetración. El camino alternativo para lacorriente en el área del arco limita la onda de intensidad cuandolas gotas de metal cortocircuitan el alambre del electrodo y lapieza, reduciéndose así el chisporroteo. Estos efectos dan, entérminos de soldadura práctica, un arco más tranquilo y estable,aumentan la fusión lateral, dan soldaduras planas y menormordedura.

Para sacar ventaja de la mayor velocidad de depósito dada a loselectrodos por el polvo de hierro, es necesario hacer las adicionesmáximas del 50 %. Por encima de esta cifra el comportamientodel electrodo comienza a deteriorarse, al fundirse el40

- .. .-. - - - ... -. -...

NORMATIVA AWS

recubrimiento desigualmente. La mayor velocidad de depósito delos electrodos de polvo de hierro, no depende tanto del hecho deque se añade metal extra del recubrimiento, como de que esposible utilizar mayores intensidades de corriente para el mismodiámetro del núcleo de alambre. A medida que aumenta laintensidad de la corriente también aumenta el valor delchisporroteo, pero las curvas de los electrodos de polvo de hierrosuben más lentamente que la de los convencionales, de maneraque son admisibles mayores intensidades de trabajo.

La combinación de rutilo con grandes adiciones de polvo dehierro en un recubrimiento grueso produce un tipo de electrodoespecialmente útil. Estando fabricado para producir depósitos debajo hidrógeno, este electrodo combina muchas de las ventajas delos electrodos básicos con el excelente comportamiento delelectrodo de rutilo y el elevado rendimiento del electrodo depolvo de hierro. Se afirma una recuperación de metal del 150 %,

junto con la capacidad de soldadura en todas las posiciones, cosaque no es normalmente posible con las escorias fluidas de rutilo.

1.7. NORMATIVAAWS

Para distinguir unos electrodos de otros debemos fijarnos en lanumeración que llevan impresa en el revestimiento, y también enel cuadro de características de la caja. Esta norma se debe a unaserie de requerimientos y normas de designación de electrodosimpuesta por la AWS (American Welding Society).

Según esta clasificación, a cada electrodo se le asignan una seriede símbolos específicos, tales como E-7010, E-8010, etc...

. El prefijo E indica que es un electrodo para el soldeo por arco.

. Las dos primeras cifras nos indican la resistencia a la tracciónmínima del metal depositado en miles de libras por pulgadacuadrada (psi).

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--

CORTE . SOLDADURA. PERFORACIÓN

. 1 libra lb = 0.453592.kilogramo kg.

. 1 pulgada cuadrada = 6.45 cm2.. La tercera cifra indica las posiciones de soldeo para las que esapto el electrodo:- Un 1 nos indica que el electrodo puede utilizarse en todas las

posiciones.- Un 2. que debe utilizarse sólo para las soldaduras en

horizontal y en cornisa.- Un 3 que debe aplicarse sólo para el soldeo horizontal.

. La cuarta cifra indica alguna característica específica delelectrodo como tipo de revestimiento, calidad de la soldadura,exigencias eléctricas y penetración.

~ UNE14OO3: E4332R11ESA--gS CIIIsifIcacIoneDIN1913 E4332R(c)3.

~ _ AWSAISFA5.f:E6013

OK 46.00EtrC'TRODO TIPO lII1Ta.O CON IIUY !IUEHAS

et,RACTERISTICAS DE SOIlE) EN TODAS LAS

I'OsICIONES. 2.5

~ A~'cCU"'OO PARASOlDARACERos DE CONS'mUC- "3.25

\\ Clú~ CON RESISTENCIADE HASTA510NI""". :\\,A~F3BtDOPOR:A.B.S.,Dn.V..LLR~B.V.yTOv 1\

60 -10060 -150100- 200150- 2!'C~W.:)f:":

CA.- corriente alterna

Cc.- corriente continua

7018

..

42

- NORMA ISO 2560

o .- Celulosa con silicato sódico.

CC+Gran penetración, cordón plano o cóncavo, fusión rápida.1 .- Celulosa con silicato potásico.

CA, CC+ Gran penetración, cordón plano o cóncavo, fusiónrápida.

2.- Rutilo con sales de sodio.

CA,CC-Penetración media, cordón convexo, gota fría.3.- Rutilo con sales de potasio.

CA,CC+,CC-Penetración media, cordón convexo, gota fría.4.- Rutilo con polvo de hierro.

CA,CC+,CC-Penetración media, gran velocidad de aportación5.- Básico con sales de sodio.

CC+ Soldadura de aceros con bajo carbono y alto azufre6.- Básico con sales de potasio.

CA,CC+ Soldadura de aceros con alto carbono y alto azufre7.- Con óxido de hierro y polvo de hierro.

CA, CC+, CC- Penetración media, cordón plano, granaportación

8.- Básico con polvo de hierro.CA,CC+ Baja penetración, gran aportación

1.8. NORMAISO 2560 1973 (E)

La norma internacional ISO 2560 1973 (E) determina lossímbolos para describir un electrodo considerando suscaracterísticas de funcionamiento y las propiedades del metaldepositado. Comenzando con la letra E, que indica electrodo,siguen tres números que indican:

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-- -- --- ---


.Alcance de la resistencia a la tracción.

. Alargamiento.

. Resistencia al choque.Después sigue una letra que designa el tipo de recubrimiento en

la forma siguiente:A- Ácido (óxido de hierro) con recubrimiento medio o grueso

que produce una escoria óxido de hierro-óxido de manganeso-silicato, la cual solidifica con una estructura característica depanal y se separa fácilmente.

AR.-Ácido (rutilo) similar al anterior, pero conteniendo tambiénrutilo en diversas proporciones.

B.- Básico con un recubrimiento grueso, como el descritoanteriormente como clase 6. Este recubrimiento no debe tener uncontenido de humedad superior al 0,6 %

c.- Celulósico.0.- Oxidante.R.- Rutilo.RR .- Ruti lo.

Después de la letra símbolo del recubrimiento existe la opción deañadir tres cifras indicando el rendimiento de depósito si essuperior al 100 % y, otros números, indicando las posiciones desoldadura en que puede ser usado el electrodo y las característicaseléctricas.

Finalmente si el electrodo no deposita metal con más de 15mi dehidrógeno por 100 g de soldadura puede añadirse una letra H.Puede apreciarse que no hay ninguna clase especial paraelectrodos que contengan grandes cantidades de polvo de hierro.De hecho muchos electrodos modernos de todas clases contienenpolvo de hierro adicional.

La limitación de la humedad en los recubrimientos de loselectrodos es necesaria para limitar el contenido de hidrógeno en

44

TAMIENTO y uso

el metal. El hidrógeno procede de cuatro fuentes principales en elrecubrimiento: humedad capilar; agua en el aglomerante; ladescomposición de sustancias orgánicas, tales como la celulosa; yagua de cristalización asociada a los minerales.

La primera fuente puede ser fácilmente controlada por secado abaja temperatura, pero la última sólo puede ser reducida portostación a alta temperatura, la cual puede afectar la eficiencia delaglomerante, de los compuestos orgánicos. Los electrodos derutilo están diseñados para funcionar con un cierto contenido dehumedad, pero muchos electrodos básicos son secados a 400 ó500 Qe durante su fabricación.

8.1. COMPORTAMIENTO y USO DE LOS ELECTRODOS

Los recubrimientos de los electrodos no férreos son de diferentecomposición de los férreos. Generalmente no se intenta haceradiciones al metal aportado a través de los materiales adicionalesdel recubrimiento, puesto que el alambre del núcleo tiene lacomposición deseada. Los electrodos no férreos se utilizan concorriente continua y polaridad positiva del electrodo por distintasrazones. Ésta es la polaridad del electrodo con la cual el arco escapaz de ejercer una acción limpiadora en el baño de soldeo, locual puede ser significativo, yaque muchos metales noférricos forman películas deóxido refractarias. También esla polaridad con la cual sedesarrolla el máximo calor enel electrodo; este calor extrapuede ser necesario para fundirlos gruesos recubrimientos delfundente sobre metales de alta

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I

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conductibilidad. Sin embargo,lo más importante es que con lapolaridad positiva del electrodoel transporte de metal es másuniforme con partículas máspequeñas y mejor dirigidas quecon el electrodo en polaridadnegativa.

Probablemente esto es asíporque cuando el cátodo(polaridad negativa) se forma

en el electrodo, la base del arco tiende a localizarse de tal formaque las fuerzas electromagnéticas no ayudan a la separación de lasgotas.

Con el electrodo positivo el ánodo del arco rodearáfrecuentemente el extremo del alambre, proporcionando con-diciones favorables al transporte. Estas consideraciones son departicular importancia en la soldadura en atmósferaprotectora.

1.9. TÉCNICAS DE SOLDADURA PARA EL TRABNOMANUAL

Los electrodos para soldadurapor arco metálico se hacen conalambre de diámetro de 2 a 10mm. Sin embargo, excepto paracircunstancias excepcionales,corrientemente el campo útil esde 2,5 a 6,3 mm. La longitud delos electrodos depende deldiámetro, para electrodos de

TÉCNICAS

pequeño diámetro en los que la manipulación del electrodo exigeun gran control, la longitud puede ser solamente de 300 mm. Sinembargo, generalmente los electrodos se fabrican de 450 mm delongitud y se consumen a una velocidad de quemado de 200 a 250mmjmin. En un extremo del electrodo el recubrimiento se eliminadurante la fabricación, de manera que pueda ser agarrado en lapinza portaelectrodos.

Las intensidades de trabajo para un cierto número de tamañosde electrodos se muestra en el envase de los electrodos. Porrazones económicas, el soldador debe usar el mayor diámetro deelectrodo adecuado para cada aplicación. A causa de que lasoldadura en posición (techo, vertical) exige un control preciso deun pequeño baño de soldeo, para este fin se utilizan tamaños deelectrodos más pequeños quepara la soldadura en hori-zontal, en la que el baño tomasu forma por gravedad. Ensoldadura de varias pasadas enrincón o en uniones entalladas,la primera pasada se depositacorrientemente utilizando unelectrodo del diámetro máspequeño, para lograr un mejoracceso y penetración en la raíz.En la figura se muestra unasecuencia típica para unasoldadura de varias pasadas plana y vertical en una placa gruesa.

La tarea del soldador es dirigir el arco en la unión de tal formaque el metal sea depositado donde se necesita, manipular elelectrodo con sacudidas u ondulaciones, de tal forma que el arcomantenga el metal en posición y aparte a un lado la escoria. Elelectrodo no se sostiene nunca perpendicularmente a la unión,sino que corrientemente se inclina de manera que forme un

Orden de los cordones

47

CORTE · SOLDADURA. PERFORACIÓN

ángulo de 1102 con el cordón desoldadura; esto es suficiente parapermitir al soldador ver el cráterbajo el arco y para que la fuerzadel arco evite que la escoria fluyaindeseablemente por delante del

Craterde soldadura cráter de avance.

El proceso es intermitente, ya que tenemos que parar paracolocar un nuevo electrodo, muchas veces en el curso de laejecución de cada soldadura.

Si se rompe el arco levantando el electrodo al terminar cada unode éstos, el cráter de soldadura solidificará sin ser alimentado pormetal líquido y puede formar un cráter rechupado. Para evitaresto el arco se rompe dirigiendo el electrodo lentamente haciaatrás a lo largo del cordón mientras al mismo tiempo se alarga elarco. Antes de utilizar el nuevo electrodo debe quitarse la escoriaque ha solidificado sobre el cráter para evitar inclusiones deescoria. Elarco del nuevo electrodo se enciende delante del crátery se mueve hacia atrás para alcanzar el final del cordón anterior.

La posición de parada-comienzo en cada cambio de electrodo esuna importante fuente de inclusión de escorias, porosidad y faltade fusión; esta parte de la técnica de la soldadura debe dominarsetotalmente si el soldador ha de producir un trabajo de calidad.

La intensidad, el voltaje (longitud de arco) y la velocidad sonvariables importantes del proceso. Una intensidad baja produciráun cordón de soldadura irregular situado sobre la parte superiorde la plancha.

Una intensidad elevada producirá una buena fusión, pero conchisporroteo excesivo. Losarcos cortos, de bajo voltaje, producencordones irregulares, de penetración pobre con tendencia ainclusiones de escorias; los voltajes elevados y arcos largos setraducen en chisporroteo en una tendencia a captar nitrógeno delaire produciendo porosidad.48

CÓMO SOLDAR

Velocidad excesiva. Defecto en la unión de cordones

Velocidad normal. Poca intensidad

Velocidad excesiva. Exceso de intensidad. Chisporroteo

Las velocidades de soldadura altas se traducen en cordones conmordeduras y picudos; las velocidades bajas producen cordonesanchos que tienden a solapar sobre las piezas.

1.10. CÓMO SOLDARAL ARCOVOLTAICO

La pieza a soldar debe estar bien limpia; no se puede, o debe,soldar sobre una superficie sucia, manchada de grasa, pintura o dealguna forma oxidada. Debemos regular la intensidad depen-diendo del diámetro del electrodo que vayamos a utilizar, que a suvez irá en función del grosor de la pieza a soldar y del tipo desoldadura que haya que realizar.

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REVE)'MENIO

UNE 1«J03 : E4332R11CI8sifIcacIones DIN1913 E4332R(C)3.

AWSAlSfA5.1: E6013

SOlDAR ACEROS DE CONSTIIIJO.ISTENCIA DE HASTA 510 NI.....

R:A.B.s.;Dn.V~ LLR.; a.v. yTOv

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A.50

Debemos establecer el arco, aesta operación le llamamos"cebado", para ello deslizamosel electrodo por la pieza conuna ligera inclinación hasta quesalte el arco y permanezcaestable. Entonces dirigimos elelectrodo hacia el comienzo dela soldadura procurandomantenerlo a una distanciaconstante de la pieza a soldar,esta distancia debe oscilarentre 2/3 y 3/3 del diámetro delelectrodo, para luego iniciar elmovimiento, que ha de seroscilatorio hacia delante, pro-curando depositar un cordón lomás derecho y uniforme po-sible.

A medida que el electrodo seva consumiendo, se aproximaéste a la pieza para poder

conservar un arco de 2 a 4milímetros de longitud depen-diendo del grosor del elec-trodo.

Para efectuar un refuerzo obien aumentar el espesor deuna pieza se depositan varioscordones de soldadura para-lelos, dejando un espesor de 8 a10 milímetros entre sí, se retirala escoria y se hace entre éstosuna nueva pasada.

Para obtener una buena sol-dadura es necesario que el arcoeste sucesivamente en contac-to a lo largo de la línea de sol-dadura, ya que si se desplazaen forma irregular o demasia-do rápidamente se obtendránpartes porosas de ninguna opoca penetración. La penetra-ción depende también de laintensidad de la corrienteempleada, si ésta es escasa, nose calienta suficientemente lapieza; si es demasiado elevada,se forma un cráter excesiva-mente grande con riesgo dequemarla o perforarla.

El operador debe procurarprotegerse los ojos en todomomento, así como proteger alresto del grupo de trabajo de

CÓMO SOLDAR

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A.52


las irradiaciones que provoca el arco, ya que éstas provocan unainflamación en los ojos que se vuelve molesta al cabo de untiempo. También deberá proteger su cuerpo con guantes,mandiles y polainas de cuero.

En trabajos exteriores en los que existan superficies mojadashay que tener cuidado de no tocar el electrodo u otro elementometálico que lleve corriente eléctrica, sobre todo si los pies noestán sobre material aislante o están mojados, ya que podríaderivar a masa y sufrir una descarga.

1.11. POSICIONES DE LA SOLDADURA

Las soldaduras pueden realizarse en varias posiciones: en plano,rincón, cornisa, vertical, techo.

Las primeras, plano y rincón, son las más comunes.

La soldadura vertical se puede efectuar de arriba hacia abajo(método descendente), empleando electrodos que tiene laprotección menos fluida, y una corriente algo más intensa a fin deaumentar la penetración. También se realizará desde abajo paraarriba (método ascendente), empleando un movimiento másrápido, no velocidad de avance, y una corriente de menorintensidad.

La soldadura en techo es la más difícil de realizar, por cuanto senecesita más precisión.

En principio, cualquier tipo de junta podrá soldarse en cuatroposiciones diferentes. Dichas posiciones son:

· Plana o sobremesa.·Horizontal o cornisa.

· Bajo techo..Vertical.

. . ........ -.. ..

POSICIONES

En general, la clasificación de las posiciones que se indica másadelante tiene aplicación principalmente a la hora de juzgar lahabilidad de los soldadores u operadores de las máquinas desoldeo y también cuando se trata de soldaduras deresponsabilidad.

La AWS (American Welding Society) y otras especificacionesdistinguen las posiciones cuando se trata de soldar chapas otuberías, tanto a tope como en ángulo, según queda reflejado enlas siguientes figuras.

Es de aplicación a soldaduras de chapas a tope. La descripción delas posiciones es la siguiente:

- Posición 1G: Chapas horizontales. Soldadura plana osobremesa.

Posición 2G: Chapasverticales con eje de soldadurahorizontal. Soldadura hori-zontal o cornisa.

- -------

53

----


- Posición 3G: Chapas verticales con eje de soldadura tambiénvertical. Soldadura vertical.

- Posición4G: Chapas horizontales. Soldadura bajo techo.

En el caso de soldadura de tuberías a tope, la descripción de susposiciones será la siguiente:

Posición 1G: Tuberíashorizontales, con movimientode rotación. Soldadura plana osobremesa. El depósito dematerial se realiza en la partesuperior.

54

posición IG

Posición 2G: Tuberíasverticales e inmóviles duranteel soldeo. Soldadura horizontalo cornisa.

Posición SG: Tuberíashorizontales e inmóviles du-rante el soldeo. Soldaduraplana, vertical y bajo techo.

Posición 6G: Tuberíasinmóviles con sus ejes incli-nados 4S2.

POSICIONES

Posición 2G

Posición 5G

En soldadura de chapas en ángulo, la descripción es la siguiente:

- Posición 1F: Una de laschapas inclinada 4S2.

Eje de soldadura horizontal.Soldadura plana.

Garlanta vertical

Posición I F

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- -- - - -

- ---


- Posición 2F: Una de laschapas horizontal. Eje desoldadura horizontal. Solda-dura horizontal.

Posición 2F

- Posición 3F: Ambas chapasverticales con eje de soldaduravertical. Soldadura vertical.

Posicit;" 3F

- Posición 4F: Una de laschapas horizontal. Eje desoldadura horizontal. Solda-dura bajo techo.

Posición 4F

1.11.1.Tipos de uniones o juntas

La forma más común de unir dos piezas es la junta a tope. Paraeste tipo de unión hay que preparar los bordes, bien dejando unaseparación entre las dos piezas para que pueda penetrar bien lasoldadura, o haciendo un chaflán al borde de las dos piezas a unirpara que así la soldadura penetre la totalidad del grosor de lapieza.

56

POSICIONES

En la soldadura eléctrica es muy frecuente efectuar la operacióncon varias pasadas. En este caso hay que procurar picar bien lacascarilla de cada pasada antes de dar la siguiente, sin lo cual lasoldadura resultará defectuosa. En caso de tener que cubrir unaunión, se debe alternar el orden de los cordones de un lado alopuesto para evitar un calentamiento excesivo y posiblesdeformaciones debidas a la contracción posterior al enfriamiento.

1.11.2.Dilatación y contracción

Todo metal se dilata. El hierro, por ejemplo, aumenta delongitud un milímetro por metro por cada cien grados detemperatura. Al enfriarse tiende a tomar la forma y longitudprimitivas y se encoge, provocando el fenómeno llamadocontracción. En la soldadura por arco las contracciones son máspequeñas que en la de soplete de gas, gracias al rápido desarrollodel calor. A veces la contracción provoca la deformación de laspiezas y cuando se trata de impedirla con prensas u otrasherramientas de fijación se producen tensiones internas oresiduales que pueden incluso determinar la rotura de lasoldadura. Paraevitar la contracción es preferible soldar las piezaspor ambos lados o bien fijar las mismas entre sí con puntos desoldadura cada 20 Ó 30 centímetros. Las tensiones residuales seeliminan recociendo la pieza a soldar o calentando al rojo oscurolas partes más cercanas a la soldadura.

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Defectos por dilatación y contracción

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1.11.3. Aplicaciones

El tipo de soldadura por arco metálico manual es el más utilizadoya que puede ser utilizada en todas las posiciones de soldaduracon aceros suaves, aleados, resistentes al calor y a la corrosión,casi con el mismo éxito, con algunas aleaciones a base de cobre oníquel, el proceso es ampliamente utilizado en construcción naval,estructuras e ingeniería en general. Se usan casi diez veces máselectrodos de acero suave como de todos los otros tipos especialesjuntos. Es un proceso de bajo coste de capital que utiliza equipoportátil y puede ser aplicado a una amplia gama de tipos deuniones. Sin embargo, el coste del metal depositado en acerosuave es de más de treinta veces el del mismo volumen dematerial base.

Uniones tales como las de los accesorios a sus estructurasprincipales, uniones entre tubos, en conjuntos complejos deplanchas y perfiles laminados, son difíciles de mecanizar e idealespara la soldadura manual por arco metálico.

1.12. SOLDADURA POR ARCO EN ATMÓSFERA INERTE.

SOLDADURA TIG (TUGSTEN INERT GAS)

1.12.1.Resumen histórico

La idea de utilizar un medio de aislamiento gaseoso paraproteger, tanto el arco eléctrico como el metal de la soldadura, dela contaminación por la atmósfera es casi tan antigua como loselectrodos recubiertos. Roberts y Van Nuys en 1919 y otrosalgunos años más tarde, trataron el problema se propusieronvarios gases, desde el gas inerte al hidrógeno e hidrocarburos. En

58

los años 30 el interés comenzóa centrarse en los gasesinertes; pero no fue hasta 1940cuando se comenzaron losexperimentos en la NorthropAircraft Co. de USA, con elpropósito deliberado de desa-rrollar un método práctico desoldadura en atmósfera inerte.El metal a soldar se fundía porun arco eléctrico con un elec-trodo de tungsteno en una atmósfera inerte de heliomonoatómico.

Elaparato original comprendía la sencilla antorcha de electrodode tungsteno y un generador de corriente continua. Elencendidodel arco se hacía frotando el electrodo sobre el trabajo, pero estoproducía contaminación sobre este electrodo, se añadió al equipoun generador de chispas de alta frecuencia, de manera que el arcopudiese encenderse desde el electrodo sin tocar en el trabajo. Alprincipio se usaron tanto polaridad negativa como positiva para elelectrodo, aunque la polaridad negativa era más favorable puestoque generaba menos calor en el electrodo de tungsteno, el cualpermanecía relativamente frío.

Con el deseo de soldarmateriales más gruesos sehicieron necesarias inten-sidades de soldadura superio-res a los 100 A. Y ya no fueposible utilizar la polaridadpositiva del electrodo, porqueéste se recalentaba tanto queel tungsteno fundido goteabaen el baño de soldeo.

SOLDADURA llG

ANTORCHA

ALIMENTACION DE CORRIENTEELECTRICA, GAS y AGUA

59

--


Las altas intensidades de soldadura necesitaron también elenfriamiento por agua del cuerpo de la antorcha, a causa de lacreciente cantidad de calor conducida hacia atrás a lo largo delelectrodo.

Hacia 1944 se reconoció que la polaridad del electrodo era demayor importancia de lo que parecía al principio. Hasta estetiempo el proceso del arco en atmósfera inerte se había utilizadoprincipalmente sobre magnesio y acero inoxidable delgado, perose hicieron intentos también para soldar aluminio, en los que seencontró necesario el empleo de un fundente; sin embargo, seobservó que la separación del óxido podía ser realizada por elpropio arco con electrodo positivo en corriente continua o concorriente alterna, lo cual hacía innecesario el fundente. A menosque se dispusiese de un mínimo de voltaje en circuito abierto,cuando se soldaba aluminio con corriente alterna la capa de óxidono se rompía, de manera que la corriente alterna se rectificaba yla soldadura era imposible. Sin embargo, hacia 1946 se encontróque las chispas ionizantes podían estabilizar el arco de corriente

alterna. Gradualmente fueapareciendo una preferenciapor el argón sobre helio en lasoldadura normal; en granmanera como resultado delmenor cambio en el voltaje delarco al variar la longitud deéste cuando se soldaba conargón, lo cual hacía el procesomenos crítico desde el punto devista del soldador.

Una vez puesto en marcha elmétodo para la soldadura delaluminio por arco de tungstenoen atmósfera inerte, comenzó

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SOLDADURA TIG

un período de rápido desarrollo a causa de la nueva serie deaplicaciones que abría. Aunque limitado durante varios años a lasoldadura de material en planchas a menos de 150 A., sedemandaba ahora ir a intensidades más altas. Las boquillasmetálicas para el gas fueron reemplazadas por otras de cerámicay éstas, a su vez, se reemplazaron por boquillas metálicasenfriadas por agua, cuando se encontró que las boquillas decerámica eran de una duración limitada. El cuerpo de la antorcharefrigerado por agua y los conductores de corriente eranesenciales ahora para dar ligereza y flexibilidad a la antorcha ypuesto que el ionizador de alta frecuencia se dejaba conectadocontinuamente, debía prestarse gran atención al aislamientoeléctrico.

Aunque el ionizador de alta frecuencia estabiliza el arco, noafecta al desequilibrio propio entre el voltaje de los semiperíodosalternos, el cual se traduce en una componente de corrientecontinua que tiende a saturar el transformador. Al principio estose resolvía aplicando un voltaje de corriente continua similar perode polaridad opuesta al del circuito de forma que, la componentede corriente continua se elimina equilibrándola. Esto se hizo conbatería de acumuladores pero posteriormente se encontró quecolocando grandes condensadores en serie, con el arco, se obtieneel mismo efecto.

La purezadel gasprotector se mejoró del 98 % por encima del99,95 % a medida que se desarrolló el proceso,especialmentecomo resultado de la necesidad de gases de alta pureza para lasoldadura de las aleacionesde aluminio y metales reactivos. Elargón, único gas inerte disponible fuera de los Estados Unidos,aumentó en popularidad incluso en este país, siendo el principalgas utilizado para la soldadura manual, aunque el elevado voltajede arco y en consecuencia la mayor penetración del arco de heliose encontró valiosa para la soldadura automática. Ambas técnicas,la del arco de tungsteno en helio y la del arco de tungsteno en

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argón, fueron aplicadas rápidamente a la soldadura de una gamade metales no férreos, que habían mostrado dificultades parasoldarse por otros métodos.

Los nuevos procesos, por su ausencia de fundente, abrieron ungran campo al empleo del aluminio y el magnesio en ingeniería.Anteriormente la soldadura en rincón y otros tipos de uniones enlos cuales el fundente podía quedar atrapado debían evitarse encaso de peligro de corrosión después de la soldadura. Laaportación de calor más concentrado del proceso de soldadura porarco de tungsteno bajo gas posibilitaba aumentar las velocidadesde soldadura y mejorar la calidad metalúrgica de las soldaduras. Sibien había muchas ventajas en el proceso se encontraron tambiénalgunas limitaciones. La adición separada del metal de aportaciónrequería el uso de ambas manos del soldador, además el acceso auniones difíciles era restringido, la soldadura en posición era lentay difícil.

Se han usado electrodos de otros metales refractarios distintosdel tungsteno para la soldadura en atmósfera inerte, éstos soninadecuados porque se desgastan demasiado fácilmente. Inclusolos electrodos de tungsteno se desgastan, pero a un ritmo tanlento, que los electrodos pueden considerarse justificada mentecomo no consumibles. El gas que rodea el arco y el baño desoldadura debe también proteger al electrodo. A las elevadastemperaturas alcanzadas en la raíz del arco, el tungsteno se oxidacon facilidad, de forma que el gas protector puede solamenteincluir mezclas de gas inerte e hidrógeno o en caso extremonitrógeno. El hidrógeno no es generalmente útil para proteger,porque eleva el voltaje del arco, exigiendo un voltaje en circuitoabierto alto y puede ser absorbido por algunos metalesaumentando las grietas o la porosidad. Por ello para finesprácticos en la soldadura de electrodos no consumibles protegidospor gas se emplea argón o helio para la protección y tungstenopara los electrodos.

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SOLDADURA TIG

1.12.2. Polaridad delelectrodo

Debido a la mayor cantidadde calor desarrollado en elánodo (+), un electrodo detungsteno utilizado con estapolaridad se sobrecalienta másfácilmente, que si es el polonegativo del arco. Laintensidad máxima que el a..

electrodo puede transportar sealcanza cuando el extremo fundido del arco se hace tan grandeque se vuelve inestable y empiezan a salir del electrodo partículasde tungsteno. Incluso con electrodo de tungsteno de 6 mm dediámetro no pueden utilizarse más de 100 A. con corrientecontinua cuando es positivo; sin embargo, cuando el electrodo esnegativo la intensidad admisible es de hasta ocho veces mayor.Por esta razón el arco de tungsteno con electrodo positivo esraramente usado.

La principal ventaja del método de corriente continua conelectrodo positivo (CCEP) es la acción limpiadora ejercida por elarco sobre la pieza trabajada. De ningún modo es totalmentecierta la teoría, ampliamente sostenida, de que esto es debido albombardeo iónico. Filmaciones de alta velocidad del arco hanmostrado movimientos amplios y extraordinariamente rápidos delos puntos catódicos, que muestran su preferencia por partículasde óxido y otras impurezas. En estos puntos puede producirse lavaporización del óxido y el metal subyacente, cualquier óxidorestante es roto y flota, libremente separado, hacia los bordes delbaño. Esta actividad de los puntos catódicos puede observarse aveces, espe-cialmente en el aluminio, en los bordes de la planchaadya-centes al baño. La polaridad CCEN (corriente continua

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electrodo negativo) se utilizanormalmente, excepto cuandola acción limpiadora es esencial,cuando se suelda aluminio oaleaciones que contienencantidades apreciables deelementos que forman óxidosrefracta rios.

El movimiento característicode los puntos catódicos se dicea menudo que causainestabilidad cuando elelectrodo es negativo, porquela base del arco puededesplazarse por encima delextremo del electrodo. Paraevitar esto pueden adaptarsealgunas medidas: el electrodose afila en cono y el tungsteno

se dopa con materiales que aumentan su emisividad. El dopadodel electrodo con 1 a 2 % de thorio o con circonio aumenta lasuperficie del punto catódico y también facilita el cebado del arco,aumenta la resistencia a la contaminación. La contaminación ypérdida de tungsteno ocurre en gran manera al comenzar lasoldadura, pero aumentando la emisividad se evitan los puntoscalientes, el electrodo alcanza su temperatura de funcionamientomás fácilmente. Una ventaja adicional es que aumenta lacapacidad de transporte de intensidad del electrodo.

El ángulo del cono en el extremo del electrodo de tungstenoafecta la forma de la penetración en el metal soldado. Se cree quede los electrodos con un ángulo de cono pequeño puededesarrollar un chorro de plasma que produce una penetraciónprofunda y estrecha, cuando las condiciones son tales que es

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SOLDADURA TIG

penetrada la totalidad del espesor de la pieza de trabajo. Sobreplacas gruesas en las que hay penetración parcial, el chorro deplasma es desviado produciendo un cordón ancho en la superficie.

Cuando el material a soldar exige la acción limpiadora eléctricade la polaridad del electrodo positivo pero deben utilizarse inten-sidades superiores a 100 A.,seemplea una fuente de energía decorriente alterna. El arco de corriente alterna combina las ven-

tajas limpiadoras del arco sobre la pieza trabajada, en el semipe-ríodo en que el electrodo es positivo, con el menor desarrollo decalor y por ello un funcionamiento refrigerante del electrodo,cuando es negativo. Cuando se usa corriente alterna el extremodel electrodo no es cónico tomará una forma semiesférica esta-

ble a consecuencia de la fusión superficial. Si la corriente es exce-siva para el tamaño del electrodo este punto fundido oscilarádebido a las fuerzas pulsantes del arco pueden desplazarse partí-culas de tungsteno de un pequeño orificio que se forma en elcentro. Las intensidades de

soldadura demasiado bajas noproporcionan suficiente ener-gía para fundir el extremo delelectrodo de forma que la basedel arco se desplace haciendoéste inestable. El orden de la

intensidad óptima para cadatamaño de electrodo dependede distintos factores: el diseñode la pistola, que puede influiren el enfriamiento del electro-do; el tipo de electrodo; y,posiblemente el más impor-tante, el equilibrio entre laspartes positivas y negativasdel período de intensidad

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(convencionalmente se toma la polaridad como referida alelectrodo). Como se verá más adelante, hay una tendencia aque el semiperíodo negativo de la intensidad sea más largo queel positivo dando una componente de corriente continua. Siésta se elimina para proteger de la saturación al transforma-dor, el semiperíodo positivo aumenta en duración, de formaque el electrodo funciona más caliente y reduce su capacidadde transporte de corriente.

1.12..3.Encendido del arco

La contaminación y la pérdida de tungsteno pueden reducirsegrandemente encendiendo el arco con una intensidad pequeña através de un circuito piloto y conectando la intensidad principalunos pocos ciclos después cuando el electrodo se ha calentado. Enla ausencia de tales técnicas, tanto si se utiliza el contacto o nopara el arranque, es útil encender el arco sobre un trozo dematerial de desecho y luego reencenderlo sobre el trabajo, unavez que el electrodo ha alcanzado su temperatura defuncionamiento. Estas medidas son particularmente importantescuando se sube a intensidades altas, porque las probabilidades deperder tungsteno para formar inclusiones de este metal son muygrandes durante el período de calentamiento del electrodo.

Durante el período de calentamiento del electrodo en corrientealterna, hasta que alcanza la temperatura que permite la emisióntermoiónica, es posible que falle el arco en los semiperíodos deelectrodo negativo. Esto conduce a la rectificación en el sentidoopuesto al que se encuentra normalmente mientras funciona elarco, de modo que tal suceso se conoce como "rectificacióninversa". Una vez el electrodo está caliente el arco se reenciendefácilmente con su cátodo sobre el tungsteno y es más propenso aextinguirse cuando la pieza trabajada es el negativo. Elefecto más

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SOLDADURA TIG

importante de la rectificación inversa es que deja una carga en elcondensador de supresión de la corriente continua, de polaridadinversa a la normal; ésta se opone a la corriente en lossemi períodos de electrodo negativo, la cual es perjudicial paracalentar el electrodo, de forma que el arco se desenceba por símismo. Para evitar esto, a menudo se mantienen desconectadoslos condensadores de supresión cuando el arco va a encenderse yse conectan después cuando está funcionando normalmente.

1.12..4.Técnicas de soldeo

Después de encendido el arco, la antorcha se mantieneestacionaria mientras se forma el baño de soldadura fundido; si laintensidad de soldadura es adecuada esto no tomará más que unospocos segundos y la superficie del baño será brillante y limpia. Seutiliza una técnica de soldadura a izquierdas, con la antorchasostenida a 802, para dar visibilidad al baño y suministrar argóndelante del cordón. Una vez se ha establecido el baño se puedeproceder a la soldadura y añadirse, si es necesario, metal deaportación. La acción de introducir metal de aportación al bañopuede perturbar la protección de gas y arrastrar aire. Por ello esútil mantener el extremo de la varilla dentro de la atmósferaprotectora constantemente; esto evita también la formación deóxido en el extremo de la varilla de metal de aportación.

Si el diámetro de la varilla es demasiado pequeño, en lasoldadura manual, se fundirá rápidamente formando un glóbuloen su extremo. Inversamente una varilla demasiado gruesa puedeperturbar el arco y producir inclusiones de óxido por impedir laacción limpiadora del arco sobre la soldadura. La varilla de metalde aportación del tamaño correcto debe mantenerse cerca delbaño, no son necesarios movimientos violentos cuando se añademetal. En la soldadura mecanizada el alambre de metal de

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aportación se suministra de una bobina al borde de avance delbaño y se dispone para hacer buen contacto con el metal sólidojusto delante de este borde. Pueden usarse alambres de menordiámetro que los usados para soldadura manual, en la que estecontacto no debe mantenerse.

1.13. SOLDADURAMIG (METAL INERTGAS)

En 1948 hizo su aparición el segundo proceso importante desoldadura en atmósfera inerte, que demostró poder ser utilizadosatisfactoriamente en muchos de los tipos de uniones que no eranidealmente adecuados para el método de arco de tungsteno. En lasoldadura con arco de tungsteno el electrodo era no consumible,pero en el nuevo método el electrodo se presenta en forma dealambre que se consume durante la soldadura suministrando elmetal de aportación. Este alambre era alimentado al arco desdeuna bobina a la misma velocidad que se fundía. El término arcometálico se utiliza para denominar un proceso de soldadura alarco en el cual el electrodo se consume durante la soldadura parasuministrar metal de aportación y el nuevo proceso fue conocidopor ello como soldadura por arco metálico en atmósfera inerte.

No pasó mucho tiempo antes de que se utilizasen otros gasesdistintos de los inertes, de forma que los procesos pueden serdenominados concretamente en la actualidad como arco metálicoen argón, arco metálico en helio, arco metálico en (02, etc., conla denominación general de arco metálico en atmósfera de gaspara la totalidad de la serie.

En los primeros aparatos el alambre era empujado a través de untubo flexible hasta una antorcha de tipo de pistola, donde se hacíael contacto con el conductor de la corriente de soldadura. El gasargón para proteger el baño de soldeo pasaba a través de unaboquilla que rodeaba el alambre de metal de aportación; aunque

la pistola se sostenía en lamano el proceso poseía ciertascaracterísticas corrientementeasociadas con la soldaduraautomática. Fue el primerproceso manual que utilizó elprincipio de autoregulación delarco, en el cual la longitud dearco se mantenía constantedurante la soldadura indepen-dientemente del movimiento del operario. En la actualidad hayincluso máquinas portátiles que se alimentan de baterías.

Una característica especial del proceso, que hace posible utilizarla autorregulación del arco y el tubo de alimentación flexiblehasta la pistola es el pequeño diámetro del alambre del electrodo,de aproximadamente 1,6 mm. El metal se transfiere axialmentedesde este alambre de electrodo a la pieza trabajada en unacorriente de finas gotas.

El desarrollo del método de soldadura por arco metálico enatmósfera inerte, al principio de los años cincuenta, estuvoestrechamente asociado con lasoldadura de aleaciones dealuminio, que en aquel tiempovinieron a establecerse comomateria les estructu ra les,parti-cularmente en laconstrucción naval en la quese necesitaba un proceso quepudiese soldar en cualquierposición. Si no hubieseexistido la necesidad deestructuras de aluminio en1950, el proceso puede que se

SOLDADURA MIG

ENTRADA DEL ALAMBRE

ANTORCHA

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CORTE. SOLDADURA · PERFORACIÓN

hubiese desarrollado más lentamente fue una suerte el que elaluminio fuese uno de los primeros metales que se intentasenpara ellas, pues como se sabe ahora, la transferencia del metal através del arco es más satisfactoria con el aluminio que concualquier otro metal.

Siguiendo al éxito del uso de la soldadura por arco metálico enatmósfera inerte en el aluminio, se hicieron intentos para aplicarel método a otros metales no férreos, y a los aceros. El empleo dela soldadura con argón no era económicamente atractivo en aqueltiempo, pero después de algunos años de investigación en laURSS,Gran Bretaña y USAse desarrollaron técnicas que permitíanel uso satisfactorio del anhídrido carbónico como gas protector.Este gas es más barato y en muchas aplicaciones hace al procesocompetitivo con otros ya establecidos, tales como el de arcometálico.

Más recientemente se han hecho populares mezclas de gases abase de argón.

Se ha tratado con bastante detalle la historia de la soldadura porarco en atmósfera inerte, desde el primer uso del helio con arco detungsteno en los años 60, porque es posiblemente la mejorintroducción a esta importante serie de procesos. El impulso

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~ (' r' r ¡\"i r: ' !{ ¡D.J1I',' ,".' ~ \ L. ~I,Y':' . :R(.(} SUMERGIDO

después de cada nuevo avance puede verse en perspectiva, puedeapreciarse que las circunstancias han sido extraordinariamentefavorables a su rápida explotación.

1.14. SOLDADURA CON ARCO SUMERGIDO

La soldadura con arco sumergido difiere de otros procesos desoldadura con arco en que se utiliza una capa de materialgranulado fusible, llamado fundente (flux), para proteger el arcoy el metal fundido. Se forma el arco entre la pieza de trabajo y unelectrodo de alambre desnudo, se sumerge la punta en elfundente. Debido a que el arco queda cubierto por completo conel fundente, no es visible y puede colocarse la soldadura sin loschisporroteos, salpicaduras, destellos que caracterizan al procesocon arco abierto. La naturaleza del fundente es tal que seproducen muy pocos humos o vapores.

El proceso es semiautomático o automático, el electrodo sealimenta en forma mecánica a la pistola, a la cabeza o cabezas. Enla soldadura semiautomática, el operario mueve la pistola quesuele tener un alimentador de fundente a lo largo de la unión. Laalimentación del fundentepuede ser por gravedad, através de una boquillaconcéntrica en el electrodo,desde una pequeña tolva en laparte superior de la pistola, opuede ser a través de unaboquilla concéntrica de tuboconectada en un tanque parafundente, aplicando aire apresión. El fundente tambiénpuede aplicarse antes de

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comenzar a soldar o bien haciaadelante del arco, desde unatolva que avanza a lo largo dela unión. En la soldaduraautomática de arco sumergido,se alimenta el fundente enforma continua en la uniónhacia adelante o concéntricacon el arco; las instalacionesautomáticas suelen tenersistemas de vacío para suc-cionar el fundente sin fundirabandonado en la cabeza ocabezas soldadores, con objeto

de limpiarlo y volver a usar.Durante la soldadura, el calor del arco funde parte del fundente

junto con la punta del electrodo. La punta del electrodo y la zonade soldadura siempre están rodeadas, protegidas por fundentefundido, coronado por una capa de fundente sin fundir. Semantiene el electrodo a una corta distancia encima de la pieza detrabajo. Conforme avanza el electrodo a lo largo de la unión, elfundente ya fundido, más ligero, sube por encima del metalfundido en forma de escoria.

El metal de aporte, que tiene un punto de fusión más alto, sesolidifica mientras la escoria todavía está fundida. La escoria,después, se adhiere sobre el metal que se acaba de solidificar,sigue protegiéndolo contra la contaminación mientras está muycaliente, reacciona con el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera.Cuando la escoria se enfría, se desprende con facilidad de lasoldadura, eliminándose cualquier fundente sin fundir para volvera usarlo.

Hay dos tipos generales de fundente para arco sumergido:aglutinado y fundido. En el fundente aglutinado, las sustancias

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químicas finamente molidas se mezclan, se les aplica un agenteaglutinante y se produce un agregado granulado, en el cual seincorporan los desoxidantes. Los fundentes fundidos son unaespecie de vidrio que resulta de la fusión de los diversos productosquímicos, la trituración del vidrio para formar un granulado. Haydisponibles fundentes que agregan elementos de aleación al metalde aporte, lo cual permite hacer metal de aporte aleado a partir deelectrodos de acero dulce.

Se pueden emplear corrientes elevadas en la soldadura con arcosumergido que pueden producir un calor sumamente intenso.Debido a que la corriente se aplica al electrodo a una distanciacorta, encima de su punta, pueden emplearse amperajes altos conelectrodos de diámetro pequeño. Con ello, se producen densidadesde corriente muy altas en secciones transversales pequeñas delelectrodo. Asimismo,se puedenconducir corrientes hasta de 600A. en electrodos de apenas 5/64 de pulgada para dar una densidaddel orden de 100.000 A/pulgada 2, o sea 6 a 10veces mayor que laconducida con electrodos de varilla.

1.14.1. Fases del proceso de arco sumergido

Elarco y el metal de aporte fundido están cubiertos por una capade fundente, que protege al metal de aporte contra lacontaminación y concentra el calor en la unión.

El fundente fundido sube a través del depósito, desoxida y limpiael metal fundido, forma una escoria protectora sobre la soldaduraque se acaba de depositar.

La capa aislante de fundente encima del arco evita el escaperápido del calor, lo concentra en la zona de soldadura. Además deque el electrodo y el metal base se funden con más rapidez, lafusión es más profunda en el metal base. La penetración profundapermite emplear ranuras pequeñas para soldar, con lo que se

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CORTE. SOLDADURA . PERfORACIÓN

Soldadura con arco sumergido

reduce al mínimo la cantidad de metal de aporte por pie lineal deunión, y se logran velocidades más altas en la soldadura. Lasoldadura rápida, a su vez, reduce al mínimo la entrada total decalor en el ensamble, por esto tiende a prevenir problemas dedeformación por calor. Todavía más, se pueden soldar unionesmás o menos gruesas en una sola pasada con el proceso de arcosumerg ido.

Las soldaduras hechas bajo la capa protectora de fundentetienen buena ductilidad, y resistencia al impacto, así como aspectouniforme de los cordones. Se obtienen en forma constantepropiedades mecánicas iguales, cuando menos, semejantes a lasdel metal base. En las soldaduras de una sola pasada, el materialde base fundido es grande en comparación con la cantidad demetal de aporte consumida.

Por tanto, en esas soldaduras, el metal base puede tener una

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gran influencia en las propiedades químicas y mecánicas de lasoldadura. Por esta razón, a veces no es necesario emplearelectrodos de la misma composición del metal base para soldarmuchos de los aceros de baja aleación.

Con una buena selección de equipo, la soldadura con arcosumergido tiene diversas aplicaciones en la industria. Se puedeutilizar en todos los tipos de uniones, permite soldar un rangocompleto de aceros al carbono de baja aleación, desde lámina de1.5mm hasta la placa más gruesa. También es aplicable en algunosaceros de alta aleación, con tratamiento térmico y acerosinoxidables, es el proceso preferido para reconstrucción yrevestimiento duro. Se puede utilizar cualquier grado demecanización, desde la pistola semiautomática de mano, rodillos,hasta cabezas de soldaduras múltiples suspendidas con una grúa orieles y sujetas a diferentes mecanismos.

La alta calidad de las soldaduras con arco sumergido, la altarazón de deposición, la penetración profunda, la adaptabilidad delproceso a la mecanización total, y las características decomodidad para los operarios,como la ausencia de deslum-bramientos, chispas, salpica-duras, humo o radiaciónexcesiva de calor, la hacen elproceso preferido para fabri-caciones con acero. Se utilizamucho en la construcción debuques, vagones de ferro-carril, la fabricación de tubos,la fabricación de vigas, ycolumnas estructurales querequieren soldaduras largas.Las instalaciones automáticaspara arco sumergido también

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CQRTE .SOLDADURA ·PERFQRAt;IÓN

son importantes en las áreas de soldadura de las plantas queproducen conjuntos soldados en serie, unidos con soldadurascortas repetidas.

La alta razón de deposición lograda con la soldadura de arco esun factor importante en las economías que usan este proceso. Lareducción en los costos suele ser elevada, cuando se cambia delproceso manual con arco protegido al de arco sumergido. Por ello,una pistola manual para arco sumergido con avance mecánicopuede reducir los costos de soldadura en más de 500/0;mientrasque con equipo automático, de arcos múltiples, no es raro que loscostos sean apenas de 100/0en comparación con los que se tienenen la soldadura con electrodos de varilla.

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GASES UTILlZADOS EN SOLDADURA

Gases de Soldadura y Corte

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OXlfORTE'

OXICORTE . APLICACIONES. GASESUTILIZADOS. MANÓMETROS· GOMASVÁLVULASANTIRETORNO. SOPLETE DE CORTE. SEGURIDAD

OXICORTE

11

OXlfORI'E2.1. OXICORTE, PRINCIPIO

El oxicorte se funda en la combustión del hierro o principio deoxidación del metal, que se produce al proyectar sobre el materialcalentado a la temperatura de ignición, un chorro fino de oxígenoa presión, combinandose el oxígeno con el hierro dando comoresultado óxido de hierro.

El oxicortado se debe a las tres propiedades siguientes:

· El hierro se quema al combinarse con el oxígeno despren-diendo una gran cantidad de calor, (reacción exotérmica),cuando se ha calentado a la temperatura de ignición (1.0002C).

· La temperatura de ignición es inferior a la temperatura defusión del hierro (15002 C).

· La temperatura de fusión del óxido de hierro que oscila alre-dedor de los 1.2002 C es también inferior a la de fusión delmetal. De este modo la escoria de corte se funde, mientrasque el resto del metal próximo a la zona de corte permaneceen estado sólido, lo cual explica la limpieza del corte obteni-do, la evacuación del resultado de esta combustión es favo-recido por la energía cinética del chorro de oxigeno.

Los gasesmás comunmente utilizados son:

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02 + Acetileno =32002e02 + Propano =27002 eUna pieza de hierro, o de acero, expuesta a la acción del aire

(Oxígeno), experimenta una oxidación progresiva. La oxidación ocombinación del metal con el oxígeno del aire va transformando,gradualmente el producto inicial en óxido de hierro.

A la temperatura ambiente esta reacción es muy lenta, pero sise calienta la pieza y se expone al oxígeno se observa una oxida-ción mucho mas profunda, casi instantánea.

Por ejemplo, si una varilla de acero se calienta hasta el rojoblanco (8009 - 9009 C) Yse introduce en un recipiente que con-tenga oxigeno, se observa que entra inmediatamente en combus-tión, (oxidación muy rápida) transformándose en óxido de hierro,comúnmente conocido como escoria.

El oxígeno además, arrastra estas escorias (óxidos) producidasen la ignición, favorece el calentamiento de las caras de la sangría(corte). El oxicorte se aplica casi exclusivamente al hierro, a losaceros con gran proporción de hierro y algunas veces en las fun-diciones, (muy rara vez) mediante técnicas especiales en desusodebido a la aparición de otros métodos de corte como el corte porchorro de plasma.

Para que sea posible el oxi-cortado, el metal ha de quemaren oxígeno, tener un punto deignición o inflamación bastan-te más bajo que el de fusión.

Es preciso que en la reacciónde oxidación se desprenda unacantidad de calor suficiente(propiedad exotérmica), a finde que la pieza se encuentre

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APLICACIONES

siempre a la temperatura en que se inicia la combustión (punto deignición).

Los óxidos o escoria influyen de forma determinante en la cor-tabilidad del metal, ya que si éstos son sólidos con un punto defusión mayor que el del metal, se hace imposible el corte, como esel caso del aluminio, ya que se produciría un "escudo" sólido queimpediría que se calentase lo suficiente el metal, además de que-darse retenidos en estado sólido en la zona del corte.

Si los óxidos son líquidos favorecen que la reacción de oxidaciónse propague.

Al ser arrastrada la escoria, los bordes siguen sólidos y oxidadosa los lados del corte, con lo cual se logra una limpieza aceptable,pudiendo cortarse espesores de consideración (hasta 900 mm.).

2.2. APLICACIONES

Las aplicaciones más corrientes del oxicorte son actualmente:como parte del proceso de fabricación en el corte de planchas parafabricación en serie.

También puede utilizarse para todo tipo de cortes, ranurados,achaflanados e incluso taladrado de piezas.

Su aplicación en el Servicio es variada:

·Accidentes de tráfico de vehículos pesados.

.Accidentes de tren, metro, etc.

. Hundimientos.

· Apertura de rejas, cancelas, vallados, etc.

En general, todas aquellas situaciones en las que haya que cor-tar elementos derivados del hierro excepto fundiciones y acerosinoxidables o altamente aleados.

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2.3. GASES COMBUSTIBLESUTILIZADOS

2.3.1. Acetileno

Es el gas más utilizado en oxi-corte. Esde fácil aprovisionamien-to, economía y alta temperaturade la llama.

La elevada temperatura de lallama es importante a la hora decebar el metal. Para espesoresgrandes puede presentar, sinembargo, el inconveniente de unagran localización de calor, lo cuallleva consigo una fusión de lasaristas bastante importantes, dis-minuyendo la velocidad de corte.

Con el inconveniente además, de la formación de monóxido decarbono, reductor de la sangría.

Con el acetileno pueden realizarse cortes con espesores dehasta 900 mm.

2.3.2. Hidrógeno

Se utiliza para el oxicorte submarino, debido a que puede com-primirse sin peligro a las grandes presiones del agua a grandes pro-fundidades. Generalmente son operaciones de desguace las que serealizan a estas profundidades.

Tiene como desventaja su bajo poder calorífico y la dificultaddel aprovechamiento.

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-,2.3.3. Propano

No es económico, aunque sucoste es bajo en grandes canti-dades. Se puede licuar con faci-lidad a la temperatura ordina-ria hasta la presión de 7 kg/cm2permitiendo de este modotransportar gran cantidad conun peso muerto pequeño.

Para la combustión correctadel propano se necesita de 4 a 5veces su volumen de oxígeno.

2.3.4. Gas natural

Características muy pareci-das al propano, pudiéndoseemplear las mismas boquillas.

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_ 'GASES COMBUSTIBLES

Vávula de sobrepresión

2.4. ELEMENTOSQUECOMPONEN EL

EQUIPO DE OXICORTE

El equipo de oxicorte máscomún en el servicio es el conoci-do como Oxiflam, (marca comer-cial).

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Es un equipo portátilde reducidas dimensio-

nes con un peso de 33Kg. Y una autonomía deuna hora aproximada-mente.

1.- Carretilla soporte.

2.- Botella de oxíge-no. (5 litros).

3.- Botella de aceti le-no.

4.- Manorreductor deoxígeno.

5.- Manorreductor deacetileno.

6.- Válvula antirretor-

no oxígeno.

7.- Válvula antirretor-no acetileno.

8.- Mangueras de 3 m.

9.- Soplete.

10.- Abrazaderas.

11.- Gafas de protección ocular.

12.- Encendedor.

Las botellas de oxígeno llevan la ojiva de color blanco; con unacapacidad de 50 y 5 litros; las utilizadas en el Servicio, vienen car-gadas a una presión de 200 kgjcm y pesan alrededor de 70 y 10 Kgrespectivamente.

A diferencia las botellas de acetileno llevan la ojiva color taba-co (marrón) y el cuerpo rojo.

86

CORTE . SOLDADURA · PERfORACIÓN

--

6

7

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EL EQUIPO

En el interior de éstas se encuen-tra una sustancia porosa y acetonaen la cual va disuelto el acetileno, yaque éste no se puede comprimir conseguridad más de 1,5 kgjcm.

Estos datos vienen grabados en laojiva de la botella junto a la fecha defabricación, las fechas de retimbra-do, contraseña, propiedad y pruebade presión máxima.

2.5. MAN6METROS

Son aparatos para medirla presión de los gases con-tenidos en recipientes.Suele expresarse en kgjcm,atmósferas o bares.

,

Como la presión del gasen las botellas es más altaque la presión de salidaexigida para el consumo,ésta debe mantenerse

constante una vez regulada, se hace necesario utilizar los reduc-tores de presión o manorreductores.

Por tanto los manorreductores tienen dos misiones:

. Rebajar la presión para consumo.

.Mantener constante la presión una vez regulada.

-------

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CORTE .. SOLDADURA .. PERFORACIÓN

2.5.1. Esquema de funcionamiento

Cuando accionamos el torni-llo de regulación abrimos laválvula de entrada a la etapade baja presión, al incremen-tarse la presión en ella, éstamueve la membrana libre, queestá unida solidariamente a laválvula, y así se consigue unaregulación constante de la pre-sión de salida de los gases.

Existe una gran cantidad demodelos cuyas diferencias fun-damentales estriban en la pre-sión de trabajo que suminis-tran la robustez de su construc-ción y el tipo de gas para el cualha sido diseñado.

2.5.2. Instalación del Manómetro

Para evitar daños en los aparatos debidos a errores en su cone-xión, los manorreductores de acetileno o propano van equipadoscon una rosca a izquierdas marcados con una muesca en la rosca,asimismo, las gomas y demás conexiones a sopletes, válvulas anti-

rretorno, empalmes, etc.

. Primero deberemos purgar elgrifo de la botella, abriéndolaun instante para que se elimineel polvo del grifo.

. Atornillar en el grifo latuerca sin soltar el mano-rreductor, al final apretarsuavemente los manorre-ductores hasta quedar enposición cómoda para uti-lizarlo (lectura y regula-ciones posteriores).

. El apriete de la tuerca nodebe ser excesivo ya quepodríamos deteriorar se-riamente la rosca, y susustitución a veces escompleja.

MANÓMETROS

2.5.3. Regulación de la presión de trabajo

Se debe:

. Aflojar completamente eltornillo de regulación(mari-posa).

. Abrir suavemente el grifode la botella (el manóme-tro de alta indicará la pre-sión en la botella).

. Regular la presión de sali-da utilizando el tornillo deregulación (el manóme-tro de baja indicará la pre-sión regulada).

-- ---

CORTE .SOLDADURA .PERFORACiÓN

Al terminar:

· Cerrar el grifo de la bote-lla.

.Abrir la llave en el sopletehasta purgar completa-mente el manorreductory la manguera.

· Aflojar completamente eltornillo de regulación.

2.5.4. Precauciones para elmanejo yconservación de losmanorred uctores

Los manorreductores son aparatos delicados que han de man-tenerse en perfecto estado de conservación y funcionamiento. Deellos depende en muchos casos nuestra propia seguridad y la cali-dad técnica del trabajo.

· No golpear/os ni forzar Tiposdemanorreductorescon llaves las tuercas,válvulas etc. Manómetros ManorreductorOxigeno

Standard

· No apalancar el mano-rreductor cogiendopor los manómetrospara apretar en elgrifo; usar llave. Enlos traslados de lasbotellas no agarrarpor el manorreductor.

· Mantenerlos limpios y

ManómetrosGran Caudal

Manorreductores Propano

_.. GOMAS

fuera de atmósferas nocivas (vapores ácidos o alcalinos).

.No lubricar con aceites o grasas (sobre todo los de oxígeno).Puede utilizarse una mezcla de glicerina y grafito.

.No utilizar trapos impregnados de grasa, ya que las grasas encontacto con el oxígeno pueden dar lugar a combustionesespontáneas.

Atención a la posible obstrucción por haberse congelado elmanorreductor después de un uso prolongado. Deberemos calen-tarlo con trapos limpios mojados en agua caliente, nunca acercan-do llamas. Esto suele ocurrir por una utilización prolongada espe-cialmente, con presiones elevadas.

2.6. GOMAS

Las gomas o mangueras son tubos reforzados con trenzas dehilo resistentes, que llevan el gas desde la botella al soplete.

La capa más externa es de color rojo para el gas combustible yazul para el oxígeno.

Lacapa exterior resiste ala intemperie, envejeci-miento, abrasión, calor,etc.; la interior es de altaresistencia a los respecti-vos gases.

Algunas mangueras vanequipadas con racores rápi-dos, éstos facilitan y agili-zan enormemente las tare-as de conexión e intercam-bio de sopletes.

- - - -

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2.5.6. Precauciones

. Almacenar las mangueras ale-jadas de fuentes de calor, rayosdirectos del sol o corrientes deaire.

. No colgarlas en ganchos obarras, sino depositarias sobre

estanterías o sobre superficies planas, bien enrolladas y sin cocas.

. Evitar todo contacto de las mangueras con aceites, benzol,gasoil o sustancias que puedan deteriorar las gomas.

. No cruzar las mangueras sobre vías, paso de vehículos, pea-tones, etc.; ni sobre hierros calientes, materiales cortantes, etc.

. Inspeccionar las mangueras para ver su estado de conserva-ción prevenir con tiempo la reposición o reparación de la zonadeteriorada (haciendo un empalme, etc.).

. Cuando una manguera se ha incendiado por un retroceso dellama debe retirarse del servicio aunque aparente estar útil.

. No emplear nunca las mangueras de propano o acetileno parael oxígeno (o viceversa), aunquepor la resistencia y el diámetronos parezca que pudieran servir.

2.7. VÁLVULAS ANTI-RETORNO

Para impedir el retroceso en lasmangueras, existen válvulas deretención o válvulas anti-retorno

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y:trvuI.AS ANTIRETORNO

que dejan pasar los gases solamente en un sentido. Si tendiesen apasar en sentido contrario, la válvula se cerraría impidiendo elpaso de la llama a las botellas, evitando así un gravísimo acciden-te.

Nunca se debe utilizar un equipo que no vaya equipado de vál-vula anti-retorno.

Estas válvulas pueden montarse, bien en la entrada de los gasesal soplete o en la salida de los reguladores, incluso cuando se tra-baja con gomas de bastante longitud se montan a la mitad deéstas.

2.8. SOPLETE DE CORTE

El soplete para cortar metales es diferente del soplete de solda-dura, ya que además de la llama necesita un chorro de oxígeno.

Trabaja con gases combustibles como acetileno, butano, propa-no, mezclado con oxígeno. Los gases llegan al soplete por sendosconductos, una parte del oxígeno se mezcla con el gas y el restopasa a la boquilla para salir por el orificio del chorro de corte.

El equipo de oxicorte va instalado en varios vehículos delServicio:

.Coches de 12salida.

. Bombas de 22 sali-da.

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. Vehículos de emer-

~ gencia.· """':;.. l. Cochesde útiles.:.J

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Estos sopletes van equipa-dos normalmente con unasboquillas para cortar espesoresde hasta 50 mm. Y deben serutilizados únicamente con ace-tileno como gas combustibleya que tanto el inyector delsoplete como las boquillas sondistintas en función del gas uti-lizado.

Las de acetileno llevan marcadas las letras AC y el número deboquilla, (el 2 en los equipos Oxiflam del Servicio), y las de propa-no llevan las letras NXy el número de boquilla, además la boqui-lla interior queda más hundida.

Pero en caso de ser necesario el corte de piezas mayores, elServicio dispone de un "vehículo contenedor de oxicorte", locali-zado en el Parque 22, equipado con una amplia gama de sopletes

Propano Acetileno

SOPLETES

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--

-

SOPLETE DE CORTE

capaces de cortar espesores de hasta 900 mm. Así como manó-metros, boquillas de repuesto, gafas de protección, escariadorespara la limpieza de las proyecciones que obstruyen las boquillas yotros elementos de protección personal.

Estos sopletes utilizan como gas combustible el propano y usanunos juegos de boquillas distintas, como hemos dicho anterior-mente.

2.8.1. Puesta en funcionamiento del soplete

Los pasos a seguir son:

. Comprobar que el tornillode regulación de los mano-rreductores gira sin opo-ner resistencia.

. Abrir los grifos de las bote-llas lentamente y compro-bar su contenido, que elacoplamiento de los ma-nómetros no presentafugas.

. Regular la presión de tra-bajo, con los grifos delsoplete cerrados, compro-bar que no hay fugas enlas gomas ni en las cone-xiones del soplete.

.Abrir el grifo del acetileno,(aproximadamente mediavuelta).

Presión regulada

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Aplicar chispa para el encendido

Abrir el grifo de oxígeno del soplete

Regular la llama

Para lograr un reglajecorrecto de la llama, se encien-de abriendo primero el grifodel gas combustible y despuésel del oxígeno; se regula lamezcla de los gases hastalograr una llama neutra.

La llama neutra se producecuando el oxígeno y el gascombustible están en la pro-porción exacta para la combus-tión completa del gas combus-tible, es muy calorífica y pocoluminosa.

Posteriormente se abre elpaso del oxígeno de corte y sereajusta de nuevo la llama.

Conviene tener en cuentaque los factores decisivos en unbuen trabqjo de corte son:

. Presión correcta de losgases.

. Distancia entre el dardo yla pieza (2 a 5 mm.).

. Velocidad del avance.

. Pureza de los gases, comoejemplo, si la pureza deloxigeno fuese del 98.5 %

en vez del 99.5 % la velo-cidad del corte desciendeun 25 %.

-Composición del metal acortar.

-Habilidad del operario.

2.8.2. Lasboquillas

Los sopletes de corte, aligual que los de soldadura, sonentregados por los fabricantescon un completo juego deboquillas. Esto hace posibleque se aproveche mejor elcalor.

La boquilla posee una seriede orificios por los que sale lamezcla de gas combustible-oxí-geno que forman la llama decalentamiento o bellote. Sesitúan de forma concéntricaen torno a otro orificio de

mayor diámetro por donde saleel chorro de oxígeno puro o decorte.

La llama de calentamiento

producida por la mezcla deloxígeno y el acetileno, es capazde llevar al acero a la tempera-tura de ignición o cebado pro-duciendo óxidos que tienen unpunto de fusión menor que elmetal a cortar, de tal manera,

SOPLETE DE CORTE

Llama neutra

Llama reductora (exceso de acetileno)

Llama oxidante (exceso de oxígeno)

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I...J

Despieze de la boquilla

que es fundido y empujado por el chorro de oxígeno produciendoun corte limpio, ya que los bordes de dicho corte presentan unpunto de fusión mayor.

La llama ha de rodear por completo el orificio de salida de oxí-geno saliendo por estos orificios o bien por una ranura circular.

Existe una amplia gama de boquillas de distintos diámetrosdependiendo del grosor a cortar.

Al aumentar el espesor del metal aumenta la masa, por lo tanto,la cantidad de hierro a quemar es mayor el calor a aportar serámayor; esto lo conseguiremos empleando boquillas mayores.

La sangría es mayor, haciendo que la evacuación del óxido seefectúe de forma más difícil, produciendo un enrarecimiento del

N°modeloN° boquilla

Espesor a cortar

SOPLETE DE CORTE

oxígeno que hace necesario aumentar la presión y el consumo, almismo tiempo que se disminuye la velocidad de corte.

Los productos siderúrgicos no son perfectamente homogéneos.Su superficie está cubierta con pintura, grasa, capas de metaliza-

ción, etc., que sirve para prote-gerla contra la corrosión. En suinterior puede contener sopla-duras, coqueras, inclusiones deescoria, etc. Así como, en los

- I productos laminados, se pue-den presentar el efecto de hoja.Estos defectos producen unadisminución de calor con lo quehay que emplear una llama decalefacción más potente.

2.8.3. Homogeneidad del metal

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Metal visto al microcopio

2.8.4. Inicio del corte

El encendido de sopletedebe hacerse abriendolo en el

orden anteriormente explica-do. Una vez regulada la llama,calentaremos el borde de lapieza hasta ponerlo al rojovivo. (Fig 1).

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CORTE· SOLDADURA . PERFORACIÓN

Después abriremos lenta-mente el oxígeno de cortehasta que el chorro haya ataca-do el espesor de la pieza que seva a cortar. Es lo que se llamacebado. (Fig 2).

La velocidad y el avancedurante el corte estará en fun-ción inversa del espesor a cor-tar. (Fig 3).

Durante el corte mantendre-mos una ligera inclinacióncomo muestra la fotografía.(Fig 4).

Dependiendo de la posicion en la que cortemos, tendremos queadecuar la posición del soplete.

SOPLETE DE CORTE

Las fotografias muestran algunos ejemplos:

Cortando de abajo a arribaTiene el inconveniente de

que la sangría puede cegamosel corte, haciendo más difícil suseparación posterior.

Cortando en ángulos

Debemos girar la cabeza delsoplete buscando en todomomento la perpendicularidadcon la pieza.

Cortando de arriba haciaabajoEl inconveniente lo encon-

traremos en la escoria que sedeposita en la zona que debe-mos cortar, actuando comoescudo refractario.

2.8.5. Defectos del oxicorte

Para evitar o reducir al mínimo, los defectos en el oxicorte, con-viene tener presente:

- -

- --


. Evitar que se fundan los bordes superiores del corte por unallama de calentamiento demasiado potente.

. Evitar que los bordes se resuelden, por una llama demasiadointensa o por un caudal o presión del oxígeno demasiado ele-vado.

. Elegir la velocidad y el avance adecuados, manteniéndolospara evitar irregularidades, en las estrías que quedan marca-das en el corte.

2..8.6. Retroceso

Causas de un retroceso:

. Falsas maniobras y uso indebido del soplete.

. Por abrir y cerrar mal el soplete.

. Por disminución de la velocidad de salida de los gases ocasio-nado por una obstrucción de la boquilla, acercamiento exce-sivo de la boquilla a la pieza o por falta de presión.

. Calentamiento excesivo de la boquilla.

. Por utilizar presiones más altas que las determinadas por losdiámetros de boquillas e inyector.

. Fallos en el montaje del soplete.

.Montaje de un inyector que no es apropiado para el soplete.

. Si el inyector es más pequeño y la cámara de mezcla es mayor.

. Si el inyector es más grande y la cámara de mezcla es máspequeña.

. Si el inyector no está roscado a fondo; el oxígeno retornarápor el conducto del acetileno.

SEGURIDAD

2.8.7. Medidas a adoptar

Seguir detenidamente las normas para el montaje del soplete yde su encendido.

Retroceso de la llama:

. Cerrar el grifo de acetileno.

. Cerrar el grifo de oxígeno.

. Cerrar las botellas de acetileno y oxígeno.

Antes de encender de nuevo el soplete, buscaremos las causasdel retroceso.

2.9. CONSEJOS DE SEGURIDAD

He aquí unos consejos para trabajar con seguridad, cuando exis-ta la posibilidad de un enriquecimiento del aire con oxígeno. Estosconsejos no pueden sustituir a las normas de seguridad, sino tansólo complementarias.

1.- Lacomposición de la atmósfera ambiente

La composición aproximada del aire es la siguiente:

Oxígeno 02 21 % Vol.

Nitrógeno N2 78 % Vol.

Argón Ar 1 % Vol.

Otros gases están presentes en cantidades más pequeñas. Losgases de la atmósfera no son tóxicos, pero las alteraciones de su

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concentración relativa, particularmente la del oxígeno, influyenen la vida y los procesos de combustión.

Además, tales cambios no son perceptibles por los órganos sen-soriales humanos y pueden conducir a situaciones peligrosas,incluso para personas con experiencia. Donde quiera que exista laposibilidad de que cambie la composición del aire que se respira,es imprescindible un conocimiento exacto (medición) de la con-centración.

2.- Lasconcentraciones de oxigeno

El oxígeno no es combustible, pero sí acelera la combustión.Pese a que a la temperatura ambiente sea un 11% más pesado queel aire, no se separa de éste y por lo tanto no se produce un enri-quecimiento de oxígeno cerca del suelo.

El oxígeno en estado líquido tiene una temperatura muy baja(-183Qe a presión atmosférica). Debidoa esta temperatura se pue-den producir muy rápidamente "quemaduras de frío" al entrar encontacto con la piel.

Determinados materiales pueden hacerse quebradizos a estasbajas temperaturas.

3.- Los peligros por enriquecimiento de oxigeno

Un enriquecimiento de oxígeno en el aire, aunque se trate deun porcentaje muy pequeño, aumenta considerablemente el peli-gro de incendio.

Materiales no combustibles en el aire, incluso materiales conimpregnación pirorresistente, pueden arder viva o incluso espon-táneamente en una atmósfera enriquecidade oxígeno.

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SEGURIDAD

Las llamas son considerablemente más calientes y se extiendencon mayor velocidad. La inflamación, la velocidad, la intensidad yel alcance de esta reacción dependen concretamente de la:

. Concentración, temperatura y presión de las materias en reac-ción entre sí.

. Energía y clase de la inflamación.

Después de haber permanecido en una atmósfera que puedahaber estado enriquecida de oxígeno, es necesario airear muy bienla ropa, pues ésta se impregna fácilmente del mismo.

Una fuente de ignición, por ejemplo un cigarrillo, podría provo-car la inflamación de la ropa. La inhalación de oxígeno puro o deaire muy enriquecido de oxígeno, por regla general no produceefectos adversos para el organismo humano.

Aceites y grasas en presencia de oxígeno son particularmentepeligrosos, ya que pueden arder con gran violencia. Por lo tantono deben utilizarse jamás para la lubricación de aparatos de oxí-geno o aire enriquecido. Los aparatos e instalaciones contamina-dos de aceite o grasa deberán desengrasarse inmediatamente conalgún disolvente idóneo.

4.- Las causas de un enriquecimiento de oxígeno y suprevención

Particularmente en locales cerrados y mal ventilados se debeevitar siempre una fuga de oxígeno.

A continuación se citan algunas de las principales causas deenriquecimiento de oxígeno, así como las medidas a tomar para suprevención.

- -

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CORTE . SOLDADURA . PERFORACIÓN

Las instalaciones para suministro de oxígeno deben sometersea una prueba de estanqueidad antes de su puesta en servicio, des-pués con una cierta periodicidad.

Todos los aparatos, por ejemplo boquillas de soldadura y corte,así como las conexiones de mangueras deben fijarse con sumo cui-dado. Los trabajos de mantenimiento y reparación deben ser lle-vados a cabo por personas expertas y competentes.

Los requisitos más importantes para evitar un enriquecimientode oxígeno al soldar, cortar, etc., son una elección correcta de lasboquillas y un ajuste adecuado de la presión.

Además, en muchos procesos, se produce una sobrealimenta-ción de oxígeno condicionada a la tecnología, por ejemplo en eldesbarbado, corte de soldaduras, lanzas de oxígeno (lanzas térmi-cas), etc.

Es por ello que la ventilación de las áreas en que se llevan a cabotales trabajos tiene que ser por lo menos suficiente para impedirun enriquecimiento de oxígeno. Se debe tener mucho cuidado alrealizar cortes en lugares con poca ventilación, pozos, etc. Esimprescindible utilizar aparato autónomo de respiración.

Una vez terminado el trabajo, es imprescindible cerrar, ademásde las válvulas del equipo de soldadura y oxicorte, la válvula deoxigeno que se encuentra en la botella o en la línea de alimenta-ción, para poder evitar una posible fuga entre dos ciclos de traba-jo.

Además de un posible enriquecimiento del aire con oxígeno porcausas técnicas, es particularmente peligroso el abuso de oxígenopor lo tanto está terminantemente prohibido para:

.Trabajos con herramientas de aire comprimido.

. Hinchar neumáticos de vehículos, embarcaciones neumáticas,etc.

. Enfriar o mejorar el aire.

SEGURIDAD

.Soplar el polvo de maquinaria y uniforme.

. Arranque de motores de combustión.

.Aplicación de pintura.

. Refrescar a personas, etc.

Únicamente está permitido usar oxígeno cuando no puede sersustituido por otro gas.

Incluso una cantidad muy pequeña de oxígeno líquido puededar lugar a que se forme un gran volumen de oxígeno gaseoso.

Una fuga de oxígeno líquido, por tanto, puede provocar muyrápidamente un considerable enriquecimiento de oxígeno.

El oxígeno a temperaturas muy bajas, incluso en estado gaseo-so, es notablemente más pesado que el aire. Donde pueda existiruna fuga de oxígeno líquido no debe haber desagües sin cierreshidráulicos, ventanas abiertas hacia sótanos, ni otros accesosabiertos a locales situados a un nivel inferior, canales, etc. dadoque allí se podría producir un enriquecimiento de oxígeno. Losrecipientes y dispositivos para el almacenamiento y trasvase deoxígeno líquido tienen que estar diseñados para ello, se debencomprobar y mantener adecuadamente.

Cuando se usan gases licuados a muy bajas temperaturas quetengan un punto de ebullición más bajo que el oxígeno, por ejem-plo nitrógeno líquido, puede producirse una condensación del oxí-geno en el aire, por ejemplo en las paredes de tuberías sin aisla-miento.

En las proximidades de tales tuberías sin aislamiento cabe con-tar siempre con un enriquecimiento de oxígeno.

Se pueden liberar grandes cantidades de oxígeno cuando secalientan absorbentes del mismo (por ejemplo silicagel, tamicesmoleculares). Una ventilación suficiente puede impedir en estoscasos un enriquecimiento de oxígeno.

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CORTE . SOLDADURA · PERFORACIÓN

5.-Protección del medio ambiente

El oxígeno es un componente natural de la atmósfera en la que

está presente con un 21 010de su volumen. Cuando fluye oxígeno a

la atmósfera, ésta no se sobrecarga. Si accidentalmente se derra-

ma oxígeno líquido no se produce contaminación del suelo, dado

que el oxígeno líquido se evapora por lo tanto no penetra en la tie-

rra. La congelación transitoria y local no produce en ésta daños

permanentes.

6.- Conclusión

Una manipulación correcta del oxígeno es posible tan solo

cuando se conocen y aprovechan de forma racional sus caracterís-

ticas.

El oxígeno usado de forma inadecuada, puede causar acciden-

tes.

El oxígeno tiene unas características que no son ni buenas ni

malas, lo único importante es aprovecharlas correctamente.

2.10. TRATAMIENTO DE BOTELLAS DE OXfGENO

IMPLICADAS EN INCENDIOS

Todas las botellas de gases expuestas a un incendio pueden

explotar. Los peligros potenciales consecuencia de éste pueden

provenir tanto por su contenido inflamable, tóxico o corrosivo,

como por los gases calientes, por las ondas de choque, provocan-

do su reventón y proyección de fragmentos.

%KD'AMIENTO DE BOTELLAS

Los restos de una botellarota pueden llegar a proyectar-se a gran distancia. Lassiguien-tes actuaciones son importan-tes para evitar la ruptura deuna botella y/o reducir las posi-bles consecuencias.

. Advertir al personal yeva-cuar la zona. Recabarinformación a la llegadaacerca del contenido, can-tidad y situación de lasbotellas implicadas.

. Si es posible, cerrar las válvulas de todas las botellas situadaspróximas al incendio, pero que no hayan sido afectadas porél; sólo si dichas botellas están a una temperatura que per-mita su manipulación con las manos desnudas.

. Proceder inmediatamente a enfriar las botellas calientes oque empiecen a calentarse y que no puedan ser retiradas.

Para ello, se deberá rociar toda la superficie con agua, nuncadirectamente con chorroa presión, desde un lugarseguro, por ejemplo detrásde maquinaria pesada ode un muro de hormigón,hasta que el fuego se hayaextinguido. La superficiede la botella debe perma-necer mojada después deinterrumpir el rociadopara observación.

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. Si la superficie de las botellas seca rápidamente o formavapor, se deberá continuar refrigerando hasta que las bote-llas queden frías y húmedas durante 10 minutos, cuando seinterrumpa el rociado.

En el caso de botellas de acetileno, puede producirse una des-composición del gas. Las botellas pueden dar lugar a un procesode calientamiento posterior o retardado, por lo que será necesarioproceder a su enfriamiento y tratamiento especial.

Este tratamiento consiste en su inmersion en tanques de aguadurante un tiempo prolongado, incluso semanas.

Si las botellas están conectadas a los equipos, como reguladoreso sistemas de distribución, se optará por cerrar las válvulas queestén abiertas y desconectar los equipos antes de moverlas.

Los equipos, deben verificarse por el suministrador, antes devolverlos a ponerlos en servicio. No hay que acercarse ni moveruna botella que esté caliente o haya estado en un incendio si noha sido previamente enfriada y se mantiene fría, tal y como seindica en el proceso de rociado.

Marcar claramente todas lasbotellas afectadas por el calor,e informar al suministradorantes de transportar dichasbotellas.

Mantener al público alejadodel lugar.

La dotación expuesta a posi-bles riesgos deberá reducirse ala indispensable.

La descomposición internaen las botellas de acetileno,

GASES

puede producirse dentro de la misma por varias razones, comoresultado de un retroceso de llama o por calentamiento localizadoen el cuerpo de la botella.

Normalmente, la descomposición debida a un retroceso dellama, se detiene por la masa porosa presente en el interior de labotella. Sin embargo, si se produce la descomposición ésta se irácalentando, comenzando generalmente por la parte superior, yfugará gas si la válvula no está cerrada. Por esta razón, puedearder el gas en la válvula de la botella o en el equipo auxiliar. Sóloen el caso en que se pueda actuar inmediatamente después deproducirse la ignición se intentará cerrar la válvula, con el fin deinterrumpir la salida del gas, lo que se realizará utilizando siempreguantes.

Una vez enfriada la botella según el procedimiento anterior-mente explicado, (rociado), no se debe manipularlas hasta quehayan pasado 90 minutos después del rociado y se mantenganfrías.

Posteriormente se podrán retirar las botellas, evitando choqueso golpes, para sumergirlas en agua durante 12horas, y observarlasal menos durante otras 24 horas.

2.11. GASES INFLAMABLES, GASES LlCUADOSINFLAMABLESy BOTELLASCON LLAMAEN LA

VÁLVULAO EN ELEQUIPOCONECTADOA ELLA

Se optará por cerrar las válvulas, si es posible hacerlo inmedia-tamente, utilizando siempre guantes. Esto detendrá la salida delgas, así como las llamas. Si no es posible cerrar las válvulas, sedeberá dejar arder el gas y enfriar las botellas y su entorno conagua.

- - -


El gas inflamable no quemado y acumulado en un local, puedeprovocar una explosión al mezclarse con el aire. Sólo se debeextinguir la llama del gas si representa un peligro mayor, y única-mente si la válvula puede cerrarse inmediatamente; o el caudal degas es pequeño y la botella puede transportarse rápidamente alexterior; o si se ha eliminado toda fuente de inflamación.

Se debe utilizar polvo o agua para extinguir el fuego. Teniendocuidado de no volcar las botellas con gas licuado durante el enfria-miento, si hiciera falta y con objeto de evitar que el líquido seescape por las válvulas de seguridad o discos de rotura, las bote-llas deberan ser puestas de pie.

CORTE CON PLASMA. PLASMA ARC CUTTING . MODALIDADES CORTE

CON PLASMA. EQUIPO CORTE CON PLASMAMAX 41NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL OPERADOR

- -

3.1. CORTE CON PLASMA. PLASMA ARC CUTTING

(PAC)

3.1.1.Fundamento del corte con plasma

El fundamento del corte conplasma es diferente al del oxi-corte. Mientras que este últi-mo se produce como conse-cuencia de la combustión delacero previamente calentadoen una atmósfera de oxígenopuro, el corte con plasma serealiza a las altísimas tempera-turas que se generan dentrodel plasma, que llegan a alcan-zar hasta 30.0002 C, que fun-den casi instantáneamente yllegan a volatilar el material. Elplasma se produce cuando unchorro de gas inicialmente fríose calienta con un arco eléctri-

115~

Electrodo

AguaRefigeracion

Gas plasma(aire)

HF= Alta frecuencia

co y se le hace pasar por un orificio estrecho para reducir su sec-ción. Se forma de esta manera un conductor eléctrico gaseoso dealta densidad de energía, formado por una mezcla de electroneslibres, iones positivos, átomos disociados y moléculas del gas,denominado plasma.

Este chorro de gas-plasma es conducido eléctrica mente desde elcátodo de tungsteno, wolframio o hafnio (electrodo) hasta lapieza a cortar, conectada eléctrica mente para que haga de ánodo.Como la pieza está fría, parte del gas ionizado se desioniza y trans-fiere su energía en forma de calor al material a cortar. El corte seproduce como consecuencia de la alta aportación energética con-finada en una reducida sección a través de un chorro de gas-plas-ma a alta velocidad, aproximadamente la del sonido, que al cho-car con la pieza a cortar expulsa rápidamente el material fundidoy volatilizado produciendo un corte limpio.

~116

Podemos describir la configuración del gas-plasma diferencian-do dos zonas:

.Zona envolvente.

.Zona central.

Lazona envolvente es una capa anular fría, sin ionizar y en con-tacto con las paredes de la boquilla, con la misión de aislarla eléc-tricamente de la zona interior del chorro, confinar el arco a laregión de la columna-plasma y contribuir a la refrigeración de laboquilla.

La zona central tiene dos capas, una periférica constituida porun anillo de gas caliente no suficientemente conductor, y lasegunda formada por una columna de plasma, en esta última elgas presenta la más alta conductividad térmica, la mayor densidadde partículas ionizadas, las más altas temperaturas, entre 10.0002y 30.0002 C. Ello es debido a que el campo magnético producidopor la corriente eléctrica del plasma comprime la columna delarco, aumentando su resistencia eléctrica, por consiguiente, elnúmero de choques entre sus partículas.

Las variables del proceso son:

.El gas o gases empleados.

.El caudal y la presión de los mismos.

. Distancia boquilla-pieza.

. Velocidad de corte.

. Energía empleada o intensidad del arco.

Respecto a los gases utilizados el nitrógeno es el que mejor secomporta respecto a la calidad de corte. La energía empleada y lavelocidad son las dos variables que hay que ajustar para cadamaterial y espesor. En los equipos modernos, la presión de losgases y la distancia de la boquilla a la pieza, pueden mantenerseconstantes.

117~

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Arco piloto establecido.

No transferido

01.,

Arco transferido

~118

Se puede controlar la tempe-ratura en el plasma, pues éstaen función del producto V x I(Tensión x Intensidad). Comola tensión del arco varía con elmayor o menor estrangula-miento de la columna, conaumento de la presión del cau-dal de los dos gases aportados,es posible conseguir tempera-turas elevadas con caudalesmoderados modificando losfactores antes descritos.

Otra característica de estearco-plasma es la estabilidaddireccional de la columna, quese mantiene sin cambiar dedirección frente a corrientes deaire, campos magnéticos, etc...debido a que el haz de gas salede la boquilla a velocidadessónicas que tienden a mante-ner la columna de plasma sinapenas divergencia, hasta quellega a la pieza a cortar.

Existen dos tipos de arco-plasma:· No transferido

·Transferido.

El arco-plasma no transferi-do se produce cuando el arcosaIta entre el electrodo y la

~ - - -.. - .

boquilla,conectada al polo positivo de la fuente de corriente a tra-vés de una resistencia eléctrica.

Para conseguir hacer saltar el arco-plasma es necesario dismi-nuir la distancia entre la boquilla y la pieza.

Este tipo de arco se suele emplear en soldadura, como en sumomento tendremos ocasión de ver

El arco-plasma transferido, seorigina estableciendo previamen-te un arco piloto de cebado entre el electrodo y la boquilla. En elmomento que el arco se forma entre la boquilla y la pieza, el pilo-to se apaga automática mente por medio de un relé al mismotiempo se conecta la pieza al polo positivo, quedando estabilizadoel arco-plasma. Esta modalidad, es la utilizada en corte y en ope-raciones de recargue.

3.2. MODALI DADES DE CORTECON PLASMA

Toda su tecnología se basa fundamentalmente en el diseño delas boquillas o portaelectrodos.

Los avances introducidos en el tiempo han permitido ir mejo-rando la calidad de corte, aumentando su velocidad, simplificandolos gasesutilizados y reduciendo los costes de los elementos con-sumibles de la boquilla hasta llegar a conseguir circunstancial-mente que el corte con plasma para los aceros al carbono, sea másrentable que el oxicorte.

3.2.1. CORTE CON PLASMA DE AIRE

El gas que se emplea en esta modalidad es aire. Los electrodosdeben ser de zirconio, tungsteno, wolframio o hafnio. Mejora lavelocidad un 25% se suele aplicar sólo para acero inoxidable y alu-

- --

minio, porque para otros materiales tiene el inconveniente que lassuperficies de corte resultan muy oxidadas.

3.2.2. CORTE CON INYECCiÓNDE OXfGENO

El nitrógeno es utilizadocomo gas de corte en el ceba-dor introduciendo el oxígenoen el momento en que se pro-duce el chorro-plasma. Elcortecon oxígeno se aplica paraacero al carbono y se usa comogas, una mezcla formada por800/0 N2 + 200/0 02, lo cualincrementa la velocidad decorte y aumenta considerable-mente la vida de los electrodos.

Sin embargo, presenta losinconvenientes de que el corteno es recto y la duración deboquilla escasa.

3.2.3. CORTE CON PLASMA 'IDOBLE

FLUJO"

Esta opción de corte añadeun segundo gas de protecciónalrededor de la boquilla y utili-za una cápsula protectora decerámica que la protege delarco doble. Como gas de corte

~120

GGasPlasma

asSecundario~ ~C-

~

Doble flujo

Área de refrigeración

Refrigeración Aire Aire Refrigeracióndeaire-:::¡._ +""'"-. _C" deaire

se usa nitrógeno y como gas de protección, C02, aire, argón-hidrógeno, etc.. en función del metal a cortar.

Con este sistema mejora la velocidad de corte pero la calidad noes excelente y el gasto de consumibles es alto.

3.2.4. CORTE CON INYECCiÓN DE AGUA

En este procedimiento se inyecta agua de forma radial y lami-nar. El efecto radial produce una mejor constricción del plasmacon lo que se consigue más perpendicularidad en el corte y mayorvelocidad.

Utiliza nitrógeno como gas de corte para todo tipo de materia-les. Entre el plasma y el agua inyectada se produce una capa devapor. Esta capa incrementa la duración de la boquilla, debido aque hace de aislante y permite además, como se observa en lafigura que la parte inferior de la misma sea de material cerámicapara evitar el "doble arco". Este procedimiento es el más utilizado

en la industria. Otra variante,que logra también una cons-tricción del arco con agua, es elprocedimiento "Vortex agua",que consiste en dar un movi-miento centrífugo al agua alre-dedor del arco.

El grado de constricción estálimitado a la velocidad necesa-ria para producir un "vórtice"estable.

Al principio, el uso del cortecon plasma se centró funda-mentalmente en los aceros ino-

GasPlasmaAgua ~_. r . ~C::- Agua

Cubiertadeagua-

Corte con inyección de agua

- --

J

121~~

- --- - - -

xidables y aleaciones de aluminio. Pero es aplicable a cualquiermaterial conductor de electricidad por lo que en nuestro campo deaplicación, la emergencia, es tremendamente útil ya que no serequiere tener conocimiento del metal que se va a cortar, lo cuales una ventaja respecto del oxicorte.

Como el proceso no depende de una reacción química entre elgas y la pieza, como sucede en el oxicorte, las temperaturasalcanzadas son extraordinariamente altas, el corte por plasma

~122

Gas deGAS DE protección APLICACIONES OBSERVACIONES

Velocidad Calidad deCORTE I medio de de corte corte

corte

Cualquier metal queadmita sus efectos

Aire Aire secundarios, como ]a Muy económico. A]ta Mediaoxidación y lanitrog;enación.

Acero al carbono y de Ideal para corte de Más alta que Alta. Cortes

N2alto límite elástico. Corta chapas de 4 a 8 mm en el proceso libres de

+ Aire mayores espesores que el de espesor anterior. escorias yproceso anterior. No rebabas.

recomendable para aceroinoxidable, Cu y Al

Doble Flujo CO2 o AireAcero inoxidable en

Alta Media.N2 espesores finos.

Ar + H2 N2 Aceros inoxidables Cu yBaja Alta

Al en espesores medios

N2 Bajo Corta cualquier metal. Es e] proceso más A]ta. Media.Agua Aceros estructurales utilizado.

Muy apropiado para Más alta que

O2Bajo aceros al carbono y el procesoAgua estructurales. anterior

Industria naval

puede aplicarse a cualquiermetal eléctricamente conduc-tor, prácticamente sin limita-ciones, incluso a aquellos queresisten el oxicorte, talescomo Mg, Ti, Cu, Ni yaleacio-nes de Cu y Ni.

La rápida velocidad del corteprovoca en el material unaincidencia térmica mínima. Losaceros al carbono muestrancambios estructurales hastauna profundidad de 0,2 mm.Los inoxidables austeníticos, en buena lógica, no presentan cam-bios de estructura. En el aluminio aparece una fusión incipiente enlos límites de grano hasta 0,2 mm de la superficie cortada conplasma.

Para ofrecer una idea de la potencia de este proceso, puede cor-tarse sin ningún problema acero inoxidable hasta 100 mm, asícomo aleaciones de aluminio hasta 150 mm de espesor. El consu-mo de corriente eléctrica esreducido.

Como medio plasmágenopuede emplearse cualquier gaso mezcla de gases con tal deque no perjudiquen ni al elec-trodo de tungsteno ni la piezaa cortar.

Este procedimiento es elmás empleado en grandestalleres que utilizan pórticos decorte automático, donde debi-

123~

--

do a las altas intensidades de arco empleadas, del orden de 600 A,se debe cortar la pieza sumergida en agua para evitar contamina-ción de humos tóxicos, partículas metálicas en suspensión, altosniveles de luminosidad y ruido. Se consiguen velocidades cuatroveces mayores que las equivalentes con oxicorte y menores defor-maciones por el calor, sobre todo en chapa fina. En acero al car-bono, a pesar del mayor precio de sus consumibles, el corte conplasma es más rentable que el oxicorte en espesores hasta 20 ó 25mm, según sea necesario perforar la chapa un mayor número deveces.

Para menores intensidades, también se utiliza mucho en laindustria del corte con plasma "Doble Flujo" con inyección del gasde corte girando alrededor del electrodo.

3.3. EQUIPO DE CORTECON PLASMAMAX41

Éste es el modelo que actualmente dispone el Servicio deBomberos del Ayuntamiento de Madrid.

Está formado por una unidad móvil a la cual le llega corrienteeléctrica de unos valores predeterminados por la fuente de ali-

mentación, que tienen quecoincidir con los valores desuministro que necesita dichaunidad (corriente alterna 380V trifásica, 50 Hz y aire com-primido).

Esta unidad, mediante com-ponentes electrónicos, varíalos parámetros de la corrienteeléctrica, transforma su fre-cuencia, tensión, convierte la

~124

corriente alterna que le llega en corriente continua. En un segun-do proceso mediante un ondulador la convierte de nuevo encorriente alterna de alta frecuencia 23.000 Hz y por último lavuelve a convertir en corriente continua.

3.3.1. Necesidades básicas de la unidad

Las necesidades básicas delequipo para su puesta en marchason:

. Electricidad.

.Aire comprimido.

. Conjunto de consumibles.

3.3.1.1. ELECfRICIDAD ...-Necesitamos corriente eléctrica

alterna trifásica de 380 V contoma de tierra para el equipo deplasma propiamente dicho ycorriente eléctrica alterna de 220 V para el compresor de aire.

Actualmente los generadores de corriente portátiles existentesen el Servicio de Extinción de Incendios producen, al mismo tiem-po, corriente suficiente al conjunto de máquinas que llevan loscontenedores e iluminación.

3.3.1.2. AIRE COMPRIMIDO

El aire comprimido se puede tomar de dos fuentes diferentes:

ll5~

--- -----

- Del compresor que lleva elcontenedor.

- De las botellas de aire com-

primido utilizadas para losequipos de respiración autóno-ma.

En ambos casos llevan aco-plado un manorreductor paradisminuir la presión existenteen el calderín o botella hasta 6

kg/cm2. La presión de salida delcalderín visual izada en el manómetro se puede graduar con lallave. Una vez graduada ésta, se deberá abrir la llave de paso de lamisma.

En el caso de usar botellas de autónomos, el manorreductor yaesta regulado y no podemos modificar la presión de salida.

La presión final de trabajo para la unidad de corte por plasmaserá de 4,5 kg/cm2.

Para regular esta presión tendrá que estar encendida la unidady el interruptor de test en la posición RUN; el aire saldrá por latobera de la antorcha y habrá un consumo real e igual que cuan-do está cortando.

Regularemos la presión con la llave, para ello, tendremos quequitar el seguro de regulación de presión tirando de la caperuza deplástico hacia arriba, una vez regulada volveremos a apretar lacaperuza para que quede cerrado el seguro.

Para alimentar de aire el equipo usaremos un manguito neu-mático con enchufe rápido en sus extremos. Éste lo conectaremospor un lado a la entrada de aire de la unidad y por el otro a la sali-da del calderín del compresor o bien, a la salida del manorreduc-tor de las botellas.

~126

3.3.1.3. CONSUMIBLES

Sin contar la electricidad niel aire comprimido, los únicoselementos que consume elequipo son:

I.BOQUILLAS

Cuando con el uso del equi-po, el orificio que lleva en elcentro aumenta de diámetro o se deforma de manera notable, dis-minuirá de forma paulatina la capacidad de corte hasta llegar unmomento que prácticamente no corte.

AISLANTE

Con el uso el aislante se va quemando poco a poco o se resque-braja, hasta llegar un momento en el que pierde su capacidad ais-ladora, no siendo posible iniciar el arco piloto.

ELECTRODO

Elcentro de este elemento es de tungsteno cada vez que encen-demos el arco piloto se gasta o pierde una pequeña cantidad.Cuando se ha gastado todo ese material que lleva solidario el elec-trodo, el arco piloto no se podrá crear.

En los tres casos mencionados es imprescindible cambiar esoselementos por unos nuevos. Estos últimos los encontraremos en

- -- - -

121~

una caja de repuestos que acompaña al equipo. En ella viene ungráfico con la forma de montaje de los mismos.

3.3.2.. Panel de control de la unidad

Los panees de control son indicadores ópticos (leds de control)del panel de mando.

Cuando estamos funcionando con la unidad, únicamente per-manecerán encendidos los leds 1 y 2. Si se enciende cualquiera delos otros tres (3, 4, 5) no podremos cortar debido a que el arcopiloto no se generará por tanto el arco o dado de plasma desapa-recerá.

1 Encendido.- indica que la corriente de suministro está estabi-lizada y la alimentación de la unidad es correcta.

2 Encendido.- indica que el circuito del arco piloto está creadoy estabilizado. Se enciende momentos después de apretar el gati-llo que lleva la antorcha.

El arco piloto se creará en esta fase siempre que la presión deaire sea correcta (4,5 kg/cm2) de no ser así, aunque apretemos elinterruptor de la antorcha este arco piloto no se generará.

~128

. . . . .l r,\..

- -- -- -- - - -- --

De la misma manera, si aflo-jamos el portaboquillas perde-remos aire constantementepor la boquilla. Esta maniobrahará que un componente elec-trónico de la unidad interpreteesa bajada de presión neumáti-ca en fallo de la unidad y nopermita iniciar el arco piloto.

3 Encendido.- indica unapresión de aire insuficiente, oun cierre defectuoso de la protección del portaboquillas Ountajstóricas rota o en mal estado). Cuando este indicador esté encen-dido nunca se creará el arco piloto aunque apretemos el gatillo dela antorcha.

4 Encendido.- indica que la diferencia de tensión entre las fasesque alimentan al equipo supera el 10%, o que la frecuencia no esla aconsejable (50 Hz).

En el momento de encender, el equipo se ilumina durante 6segundos. Durante este tiempo la tensión de alimentación esmedida sobre las tres fases.

Si la diferencia entre las mismas es menor al 10% el piloto seapagará y la unidad estará lista para funcionar desde el punto devista de alimentación eléctrica. Si la diferencia es mayor al 100/0elled seguirá encendido y no se podrá crear el arco piloto quedandola unidad inoperante hasta que no se establezca una diferenciamenor entre las fases.

-.. . -- ... . . -........

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El indicador se puede encender en el transcurso de un trabajodebido a una diferencia del consumo en las fases del generadorque alimenta la unidad, o una subida o bajada importante de lafrecuencia, quedando la unidad inoperante hasta que esas anoma-lías no se corrijan.

- -

-

5 Encendido.- indica que ha saltado una protección interior tér-mica que lleva la unidad.

Se podría encender cuando el equipo esté cortando durante unlargo tiempo con el máximo amperaje de salida (40 A). Hasta queno se apague dicho piloto no se podrá trabajar con la unidad.

OTROS CONTROLES

En la imagen podemos ver un interruptor que sirve para hacerun test de consumo real de aire del equipo, igual a su valor realcuando éste esté trabajando.

Si este interruptor lo pone-mos en la posición TEST,la uni-dad hará ese consumo sinencenderse el arco piloto per-mitiendo regular el manóme-tro a 4,5 kg/cm2. La posiciónRUN es la que corresponde aposición de trabajo.

También vemos un poten-ciómetro que regula la intensi-dad de la corriente en la salida(antorcha). Puede regularseentre 15y 40 Amperios.

La mínima intensidad se uti-liza para piezas de poco grosor,con la máxima, cortamos losmetales cuyo grosor llegahasta los 10 mm.

~130

.,TEST

~A WARNING

> 100 v=_= I- -

25

En la otra cara, lleva el inte-rruptor de conexión de la uni-dad y un manómetro que nosindica la presión que le entra alequipo.

Para regular esta presión loharemos con el mando quelleva en su parte superior;antes de girar hacia un lado uotro deberemos tirar de la

caperuza hacia arriba, ya que ésta hace de seguro. Una vez regu-lada la presión (para ello pondremos el interruptor en TEST)empujaremos la caperuza hacia abajo quedando así el seguropuesto.

3.3.2.. Manejo y corte de la unidad

El manejo es sumamente sencillo:Primero conectaremos eléctricamente los equipos: plasma y

compresor (en el caso que sea éste el que alimente de aire). A con-tinuación pondremos en mar-cha el compresor.

Una vez funcionando elcompresor y abierta su llave depaso, regularemos el manóme-tro de salida de éste a 6 kgjcm2,conectaremos el manguito deconducción de aire en compre-sor y equipo.

Si lo que vamos a usar comoalimentación de aire va a ser

131"",..

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una botella, simplementeconectaremos los mangui-tos y abriremos su llave depaso.

Conmutaremos el inte-rruptor general de encen-dido del equipo y daremosal interruptor TEST; regu-laremos la presión en elmanómetro de entrada ala unidad.

Pondremos la pinza de forma que haga buen contacto con lapieza a cortar.

Nos pondremos el equipo de protección: guantes, gafas protec-toras de grado 6, todas las protecciones precisas, según los casos.

Graduaremos el potenciómetro en función del grosor del ele-mento a cortar.

Procuraremos que según cortemos, los materiales incandescen-tes proyectados en el corte no dañen los manguitos, ni la man-guera de antorcha.

Tomaremos la antorcha acercándola a la pieza que pretende-mos cortar (de 0,5 a 2 mm)oprimiremos el gatillo. En esemomento se inicia el arco pilo-to y de inmediato el arco decorte.

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!tTEST

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A WARNING> lOOv=

HYPERTHERM (4)

,.~132

La distancia que debemosmantener entre la boquilla y lapieza que cortamos debe de sermínima, sin que haya contactoentre éstas.

Debemos limpiar exteriormente la boquilla de las escorias quese adhieren a ella, fruto del corte. Tanto en este caso como en elcambio de alguno de los consumibles, como norma fundamentalde seguridad, debemos conmutar el interruptor de encendido delequipo apagando éste.

Finalizado el corte procederemos a cortar el suministro eléctri-co, desconectar manguitos de aire y recoger el equipo.

3.4. NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL OPERADOR

El procedimiento de corte por plasma produce humos, rayosultravioleta, proyección de material incandescente que puedenprovocar daños graves si no se respetan ciertas consignas de segu-ridad.

3.4.1. Protección general

Con el fin de protegerse con-tra los rayos, chispas y proyec-ciones de metal incandescente,se recomienda llevar:

. Guantes de cuero apropia-dos.

. Calzado de seguridad.

. Polainas.

. Delantal de cuero.

. Caretas de protección quecubran la totalidad de lacara con cristales filtrantesinactínicos de grado 10.

133~

- - - - --

. A falta de careta, gafa deprotección con cristalesfiltrantes inactínicos, n2 6mínimo.

Ante una mala ventilaciónusar el equipo autónomo si elcorte es prolongado.

3.4.2. Protección óptica

Las fuertes radiaciones de los rayos ultravioletas e infrarrojosson parecidas a las producidas por el arco eléctrico en los procesosde soldadura con alta intensidad de corriente. Estas radiacionesson peligrosas para los ojos y la piel.

En los ojos las radiaciones pueden llegar a causar conjuntivitis,quemaduras en la retina o peor aún, una pérdida de capacidadvisual; en la piel puede provocar quemaduras más o menos graves.

En caso de no estar lo suficientemente protegido el arco eléc-trico, el nivel de las radiaciones aumenta rápidamente. Por lotanto no debe de haber personas observando sin protección ocu-lar próximas al punto donde se está cortando.

La protección ocular aconse-jable según el fabricante, es lautilización de gafas o caretacon cristales de grado inactíni-co 10. Sin embargo, con estegrado de protección no se veprácticamente por donde va elcorte. Se puede también usarun grado 6 (que es el aconseja-do para el oxicorte). Sumando

~134

a esta protección el buen diseño de la antorcha (gracias al mismo,el que usa la antorcha no ve prácticamente el arco de corte ni laproyección de material cuando está cortando), estaremos prácti-camente protegidos.

3.4.3. Protección ante choques eléctricos

Este equipo utiliza tensiones elevadas en vacío para cebar elarco eléctrico. Por este motivo hay que prestar mucha atencióndurante las operaciones de mantenimiento, cambio de consumi-bles, utilización y manipulación de la antorcha en general.

Deberemos intentar seguir y cumplir las siguientes normas:

.Evitar trabajar cerca de materiales inflamables.

.Cuando se desmonten las piezas con desgaste y de repuestode la antorcha es indispensable cortar la alimentación eléc-trica de la máquina.

· Las ropas de la persona que va a usar el equipo deben estarsecas.

· No subir ni apoyarse en el material que se va a cortar cuandose utilice este equipo.

· No trabajar en un ambiente húmedo o mojado si no es con lasprotecciones apropiadas, con el fin de evitar choques eléctri-cos.

· Estar sobre una base seca, y aislamos del circuito creado entreantorcha y la pieza a cortar ante una humedad ambientalevidente.

135~

- - -- - - -

-

3.4.4. Prevención ante humos tóxicos

Se deben de tomar precauciones con el fin de evitar que el ope-rador y las personas próximas sufran inhalación de humos tóxicosque pueden ser emitidos durante el corte.

Los metales recubiertos o que contengan plomo, grafito, zinc,mercurio o berilio pueden producir concentraciones nocivas dehumos tóxicos durante la operación de corte.

Una ventilación adecuada, si nos encontramos en un lugar malventilado, la utilización del equipo autónomo, nos evitan esa posi-ble inhalación de humos tóxicos.

~136

IV

LANZA

TE,RMICA

CORTE POR LANZA TÉRMICA. APLICACIONES. CARACTERfSTICASTÉCNICAS

INSTALACiÓN. PRECAUCIONES. PROTECCiÓN

---------

LANZA TÉRMICA

IV-

LANZATÉ',RMICA4.1. CORTEPORLANZATÉRMICA

4.1.1.Principio del proceso

La energía calorífica necesaria para el corte se obtiene de lareacción fuertemente exotérmica de la oxidación del hierro. Eneste procesosealcanzantemperaturas de alrededorde 5.500Q C.

Se trata de una lanza que permite cortar, perforar y fundir aalta temperatura cualquier material de gran resistencia. Su formade utilización es sencilla y las posibilidades que ofrece a diferentessectores son muchas.

En nuestro caso ofrece las siguientes ventajas:

. Su utilización es sencilla, encenderla es fácil, el personal quela utiliza no requiere condiciones especiales.

. Permite llegar a lugares de difícil acceso trabajar en diferen-

tes situaciones: en el aire, debajo el agua, etc. tiene la posibi-lidad de empalmar lanzas entre ellas, conseguir un mejorabastecimiento y un mayor alcance.

. El equipo técnico básico necesario para trabajar no es sofisti-cado, basta con una botella de oxígeno, un regulador de grancaudal, la manguera de oxígeno y el portalanzas. El operador

13fJdI/"-

------- - -

- -- - -----


de la lanza necesita para trabajar un equipo de protecciónadecuado, debido a la proyección de partículas incandescen-tes.

. No es ruidoso ni vibrador, eso permite trabajar sin problemaen hundimientos donde las vibraciones son un serio proble-ma.

4.2. APLICACIONES

La lanza térmica es unaherramienta de gran interéspara:

. La industria de desguaces,que ha de cortar materialescomo el hierro, metales detodo tipo, el cobre, el aluminioo el acero inoxidable.

. Las fundiciones férricas y noférricas, que tienen que abrir agujeros de colada, desincrus-tar hornos, canales de colada, etc.

· Empresasde construcción y obras públicas, para:

- Cortar o fundir hormigón u otros materiales con o sin hierro.

~.140

- Trabajar en demoliciones.

- Excavaciones.

- Cortar mármoles, granitos uotras piedras naturales.

. y por supuesto, tareas de res-cate, llevadas acabo por bom-beros.

Tambien es utilizada porgrupos especiales de policía,guardia civil, ejercito, etc. endistintas situaciones: (ferro-carriles, rescates submarinos,alijos en buques, etc.), debi-do a su eficacia , faci Iidad demanejo y portabilidad.

APLICACIONES

4.3. CARACTERfsTICAS TÉCNICAS

La lanza tiene un diámetro de 17 mm y una longitud de 3 m.,aunque se pueden hacer de otras longitudes bajo pedido.

Su funcionamiento se basa en el principio de la oxidación delhierro contenido en el electrodo (lanza) es decir, de la reaccióntermoquímica, enormemente exotérmica.

El oxígeno se inyecta por uno de sus extremos, eso provoca lacombustión del electrodo que permite conseguir una temperatu-ra superior a los 4.000Q C.

La lanza se puede utilizar en cualquier posición, horizontal overtical, optimizando su rendi-miento en posición horizontalcon una ligera inclinación. Lalanza se enciende fácil y rápi-damente.

La presión del oxígeno paratrabajar correctamente la lan-za es entre 4 y 7 kg/cm2. Puedetrabajar hasta 12kg / cm2, peroutilizando la lanza y las pinzasde sujeción del tipo roscadas,

141~

-- ----- - - -

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para evitar que salga despedidapor la presión.

La presión de trabajo depen-derá del grosor del material yde la longitud de la lanza, yaque cuanto mayor es la longi-tud mayor pérdida de presiónen punta se produce.

Actualmente el Servicio dis-pone de dos tipos de lanza ter-mica:

. El primer tipo es el queequipa el contenedor decorte, soldadura y perfo-ración, que utiliza lanzasde 3 metros.

. El segundo tipo, equipa el contenedor de salvamento y deses-combro, más conocida por todos como "Broco" que es lamarca comercial de esta herramienta, también la equipan losvehículos de salvamento acuatico.

4.4. INSTALACiÓN

La instalación consta de:

. Botellas de oxígeno, provistas de regulador de presión quesuele oscilar entre 5 y 25 kg/cm2 (manorreductor, tratadosanteriormente en el capítulo de Oxicorte).

Debidoal gran consumo de oxígeno que supone la utilizaciónprolongada de la lanza, se montan varias botellas a un colectorcomo vemos en la imagen siguiente.

142

INSTALACIÓN

Las botellas se unen a éste por medio de unoslatiguillos que incorporan un cable de acero condos ojales en sus extremos, éstos se introducenen las griferias del colector y la botella para queen caso de rotura los latiguillos no produzcandaños.

. Manguera flexible provista de válvula de cortede oxígeno.

.La lanza o electrodo, que consiste en un tubo deacero lleno de varillas de acero dulce: Losdiáme-tros de las lanzas varían de 7 a 17mm y su longi-tud de 400 a 4000 mm. Éstas se introducen en elportalanzas con la rosca de sujección del tubo. Larosca debe estar floja. En su interior hay unajunta de sili-cona para

soportar las ; - laltas tempe-raturas.

Esta junta también evita queel oxígeno escape. Una vezcolocado el electrodo bien al

. fondo, apretamos la rosca delportaelectrodos.

Para encender la lanza seacerca su extremo a un sopletehasta que alcance la tempera-tura de ignición del hierro. Enese momento se abre lenta-mente la válvula de oxígeno,gas que circula por el interiorde la lanza, hasta que el color

1434f/P-

- - - -

~144

-- ------

CORTE .SOLDADURA .PERfORACIÓN

sea rojo intenso y el acerocomience a arder. En estas con-diciones, se abre todo el pasode oxígeno.

Durante el proceso se man-tiene la lanza a unos 20 mm dela superficie a cortar, descri-biendo un movimiento debarrido que ayude a expulsar elmaterial fundido.

El equipo portatil o "Broco"dispone de un encendido eléc-trico a baterías.

De la batería salen doscables uno al portaelectrodos yotro a una placa de cobre pro-vista de un mango de baqueli-ta.

Para encender el electrodorozamos la punta de éste con-tra la placa para producir chis-pa, en ese momento oprimi-mos ligeramente el pulsadordel porta lanzas, y al alimentar-se de oxígeno comenzará aproducirse la combustion delelectrodo, momento en el quelo retiraremos de la placa y nosdispondremos a cortar.

INSTALACIÓN

Los trabajos mas comunesque realizaremos seran:

Perforar. Debemos mante-ner el electrodo perpendiculara la pieza que queremos perfo-rar como se muestra en la ima-gen, cuidando de que las pro-yecciones no salgan despedidashacia nosotros.

Marcar, o debilitar una zonapara de esta forma conseguirque rompa. Aplicaremos elelectrodo muy inclinado sobrela superficie.

Cortar. Emplearemos el elec-trodo con una inclinación entre452 y 902 C, ejerciendo unempuje para arrastrar el mate-rial fundido.

145411"-

- - --- - -

- --- --


4.5. PRECAUCIONES

Corta todo tipo de materiales. La calidad de corte es muy bastay afecta térmica mente una extensión muy amplia del material.

Se aplica principalmente a trabajos de obra civil, demoliciones,corte de mazarotas en la industria siderúrgica, etc...

En hundimientos de cons-trucciones se recomienda pres-tar una atención especial a lasestructuras metálicas pintadascon minio, a base de óxido deplomo Pb304 por el riesgo deinhalación de sus vapores,requiriéndose en estos casosequipo de respiración autóno-mo.

Idénticas precauciones de-ben observarse en el desman-telamiento por este proceso,de depósitos que hayan conte-nido combustibles aditivadoscon sales de plomo, como porejemplo gasolinas etiladas paraajuste del índice de octano.

4.6. PROTECCiÓN

Cuando utilicemos la lanzatérmica con electrodos de tresmetros debemos tomar la pre-

146a.

PRECAUCIÓN

caución de utilizar un traje de protección aluminizado, ya que seproducen gran cantidad de proyecciones, especialmente si esta-mos cortando hormigón, puesto que al crepitar lanza proyeccio-nes a varios metros.

Utilizando la "Broco" en principio, será suficiente con tomar lasmismas medidas que con el oxicorte.

147.~

-

-

y

CORTEy,

PE..RFORACION. u.. .

CON DIAMANTE

HILTI- STANLEY

CORTE CON DIAMANTE. HILTI

-

C,DRTE CON DIAMANTE

CORTEy PERFORACIÓNCON

DIAMANTE"HUTI"-"STANLEY"

5.1. CORTE CON DIAMANTE

5.1.1.Historia y Evolución

Lo que da nombre a este método de corte es la utilización deconglomerados metálicos con pequeñas partículas de diamante.

Químicamente el diamante no es otra cosa más que carbonocristalizado, el perfil ideal es un octaedro, es también el materialmás duro de los conocidos, su resistencia a la abrasión es del ordende 140 veces superior que la del corindón, a pesar de que el corin-dón y el diamante ocupan los lugares noveno y décimo, respecti-vamente, en la escala de mohs .

La naturaleza durante miles de años transformó el carbono encristales. Este fenomeno se desarrollo en grandes profundidades,en algunos casos a más de 80 km. y bajo la influencia de tempe-raturas muy elevadas (70 t/cm2 y 1.100QY1.300QC).

El hombre, desde la epoca de los alquimistas ha intentado siem-pre su obtencion, fue sin embargo en 1953la primera vez que esta-

151 f

.......IonN

MATERIALES DUREZA ROCI<WELB.O.e.

TalcoYesoCalcitaOrtodasaCuarzo

CorindónDiamante

DUREZA MOHS(RESISTENCIA A SER RAYADO)

Puedeserrayadocon la uñaPuedeserrayadocon la uñaPuedeserrayadocon monedaPuedeserrayadocon punta deaceroPuedeserrayadocon un trozo de cristal

(RESISTENCIA A LAABRASIÓN

0,03

1,25

4,50

37,00

12,00

1.000,00

140.000,00

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CORTE CON DIAMANTE

bleciendo las condiciones adecuadas de presión y temperatura sellevo a cabo su fabricación.

Desde entonces, la producción de diamante sintético se ha ele-vado de tal forma que el 900/0de las necesidades industriales sonsatisfechas con él.

Evidentemente el diamante utilizado no es del mismo tipo queel utilizado en joyería, la mayor parte de los diamantes que se pro-ducen no se cortan o no se prestan a ser cortados como una pie-dra preciosa, éstos son utilizados con fines industriales.

Existen diferentes clases de diamantes para la aplicación indus-trial, entre éstas está el boart , el cual representa el tipo más utili-zado para este fin. Cuando es purificado y procesado constituye lamateria prima ideal, que mezclado con un agente ligante forma elconglomerado de diamante.

El Boart es un tipo de diamante extraído de las minas de Kasai,en el Congo. Este diamante natural, no apto para joyería, tieneunas características físicas especialmente adaptadas para aplica-ciones industriales.

A comienzo de los años 50, las grandes compañías empezarona fabricar un diamante sintético que se obtuvo a través de muyaltas presiones y temperaturas del grafito.

Eldiamante así obtenido es clasificado y tamizado de acuerdo auna normativa finalmente se lleva a cabo una inspección de cali-dad y pureza. Tras este proceso el diamante está preparado paraser empleado en herramientas.

5.1.2.. Cronología:

1878

.Primera patente para el diamante, eA.Caverdon , París) para:

- - -

153 l'

--


- La unión con liga metálica de granos de diamante.

- El montaje de éstos en un útil.

- La primera mención de útil de acero para el fresado dia-mantado.

1926

. Desarrollo de métodos modernos de unión para:

- Liga en resinas fenólicas.

- Primera sinterización con liga metálica.

- Ligas hierro/carburo de tungsteno.

1953. Invención de la síntesis del diamante.

1956

. Invención de la lámina de diamante (diamante natural).

1963

. Primeros discos diamantados para la industria de la piedranatural.

1970. Lamina con diamante sintético.

1980

. Invención del hilo diamantado.

1984. Invención del disco de corte en seco.

5.1.3. Tipos de útiles diamantados

Como consecuencia de esta evolución, las grandes empresas,han desarrollado unos grupos de útiles que podemos sintetizar en:

'1 154

COXTE CON DIAMANTE

.Cables diamantados.

. Discos.

- Grandes diámetros.

- Pequeños diámetros.. Láminas.

. Brocas.

. Útiles de desbaste y perfilado.. Pulido.

Por supuesto las aplicaciones son muy diversas y varían segúnel tipo de materiales.

Las aplicaciones en el Servicio son fundamentalmente en tareasde rescate, facilitando el acceso mediante el corte de los compo-nentes de construcción, como hormigón, fábrica de ladrillo, grani-to etc. Nos permite hacer taladros a través de materiales queestán fuertemente armados, e incluso, poder perforarlos aunquetengan alguna placa metálica intermedia. También resulta útil enapertura de huecos para labores de extinción.

Una gran ventaja de estas herramientas es que en construccio-nes que amenazan ruina, o en hundimientos, trabajan con unasmínimas vibraciones comparándolo con otras herramientas dedemolición.

En la actualidad contamos con dos herramientas de corte condiamante:

.Una máquina de perforar "Hilti".

. Una motosierra hidráulica "Stanley".

A continuación veremos el montaje y funcionamiento deambas.

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155f

-- - -


5.2. HILTI

Como hemos dicho es una perforadora capaz de realizar orifi-cios de hasta 400 mm. de diámetro de forma rápida. Se encuentraen el contenedor de Corte, Soldadura y Perforación.

La rapidez de la perforación irá en función de:. El diámetro de la broca usada

. El tipo y cantidad de armadura del elemento a perforar (encaso de conocerla)

. La resistencia del material sobre el que vamos a trabajar encuanto a la abrasión producida por la broca.

'1 156

HILTI

Como grandes ventajas de este equipo tenemos, su diseñomodular que junto con sus conexiones rápidas permiten montarentre dos personas de una forma rápida el conjunto de la máqui-na.

Utilizando el amplio abanico de diámetros de brocas de corona,haremos el taladro que necesitemos en cada momento, bien seapara pasar una persona a través de un muro (400 mm), introdu-cir un mangaje, una camilla, un surtidor, meter una lanza produc-tora de espuma, hacer un taladro para uso de la cuña hidráulica,realizar taladros en bloques para poder cogerlos con eslingas, etc.

Los elementos imprescindibles para poder poner el sistema enmarcha son:

. Contenedor con la totali-dad de la máquina y susaccesorios.

. Alimentación eléctrica de220 V monofásica parata ladro percutor, motoretc.

. Alimentación de agua pararefrigerar constantemen-te la broca.

El conjunto de la máquina yelementos accesorios que usa-mos para hacer taladros conbrocas de corona de diamanteestá formado por los siguientescomponentes:

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157 f

---


1.- Base de anclaje.

2.- Columna con caja guía para anclaje del motor.

3.- Motor.

4.- Terminales de aproximación para columnas.

5.- Niveladores (5).6.- Brocas de corona de diamante.

7.- Interruptor y amperímetro.

'1 158

HILTI

5.2.1. Accesorios

. Taladro percutor T-22 conbrocas de varios diámetros ylongitudes.. Taladro inalámbrico TA-10con brocas de varios diámetrosy longitudes.

. Caja metálica con herramien-tas y diferentes útiles de mon-taje del conjunto de la máqui-na.

.Caja metálica con tacos, vari-lla y otros para anclaje de lasdiferentes bases.

.Columna telescópica de apro-ximación rápida.

. Prolongaciones telescópicasde columnas.

. Placas metálicas de diferentetamaño con avellanado.

. Prolongaciones de la salidadel eje motriz del motor.

· Volante de tres radios paramovimiento de las cajas guía.

. Bidón con manguitos deconexión para alimentación deagua a la máquina.

. Separador para el anclaje delmotor en el uso de broca de400 mm.

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159f

--


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..

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t 160

5.2.2. Bases de anclaje

Las dos bases tienen un pun-tero biposicional para un cen-trado perfecto del taladro.Tanto en la base pequeñacomo en la grande, la distanciadesde el centro de corte conbroca de diamante que marcaese puntero al punto dondeharemos el taladro para elanclaje de la base es de 325mm, esta distancia es válidapara todas las brocas, a excep-ción de la broca de 400 mm.

Si la broca que vamos a usares la de 400 mm esa distanciaserá de 425 mm.

De igual forma, ambas basespermiten pivotar a la columnatelescópica que se acople aellas unos 45 grados, en un solosentido, contados a partir de laperpendicular del suelo o basedonde se fije la base.

Podremos usar cualquiera deellas de forma indistinta, si loque unimos a las mismas, es lacolumna que lleva la caja guíaque soporta al motor.

HIt TI

La base grande, será obliga-toria siempre que necesitemosponer el dispositivo de cruce decolumnas. Además al cubriruna mayor superficie en suanclaje al suelo, tendrá priori-dad de uso en terrenos malcompactados. Tanto una comola otra llevan ruedas, para un Crucedecolumnasrápido transporte de la base odel conjunto de la máquina totalmente montada.

5.2..3.Cruce de columnas con caja guía

Este elemento nos da la posibilidad de crear tres puntos deapoyo distintos al conjunto de la máquina y de esta forma conse-guir una mejor estabilidad, mayor equilibrado del sistema en elmomento de pedirle sus máximas prestaciones en el trabajo. Paraque esto ocurra deberemos tener un techo que no esté a una altu-ra superior a 3,5 m.

Estos tres puntos son:

a) Base de anclaje, fijada contaco y estabilizada con sus cua-tro pernos.

b) Extremo superior decolumna que conexionamos ala base de anclaje, y que pro-longaremos mediante final decolumna telescópica con pernode aproximación. Este últimova roscado interiormente en el

161 l'

último ensamble macho de la

columna telescópica, o bien elque va solidario a una prolon-gación de la columna hasta lle-gar al techo, o superficie dondeapuntalar la misma.

c) Extremo exterior decolumna que lleva la caja guíaque soporta al motor. La fija-mos en un pequeño tramo decolumna con terminal hembraque lleva el cruce de columnasen su caja guía. Esta columna la prolongaremos telescópica mentehasta llegar a la pared, muro o elemento que pretendemos tala-drar para poner en su final una pieza de conexión macho conperno interior de aproximación.

Tanto en este final de columna, como en la que va al techo,colocaremos un tablón o cuña de madera para repartir mejor lapresión que hace el perno de aproximación contra la superficie enla que apoya, y de esta forma, evitar que ese tornillo se clave deforma paulatina en la pared (si ésta es de material blando) o res-bale sobre ella (si es de material muy duro) en el momento delapriete o, durante el procesode taladrar.

Columna con caja guía en lacual se acopla el motor.Situada en la plataforma o ban-deja móvil inferior del ladoderecho según orden de mar-cha.

La columna y todas las pro-longaciones telescópicas de la


'1' 162

Final de columna

Bulón excéntrico

misma llevan solidaria una cre-mallera para desplazamientode esa caja guía a lo largo de laprimera.

Las uniones entre la colum-

na y sus prolongaciones teles-cópicas se hacen medianteunos bulones con doble excén-trica de rápido apriete (apretara derechas aflojar a izquier-das).

Hay que observar que estacolumna cuando se une a cual-

quiera de las bases lo hace consu unión hembra. Sin embargocuando se une al cruce decolumnas, lo hace con el aco-plamiento macho.

Cajas guía. Situadas en laplataforma o bandeja móvilinferior del lado derecho segúnorden de marcha.

Encontramos dos, que sirvenpara poder desplazar el ele-mento que se acople a ellas, ensu movimiento a lo largo de lacremallera. Tienen una altaestabilidad debido a los rodilloslibres que incorporan.

En la primera, se acopla elmotor directamente. También

podemos conexionar el suple-

HIt TI

Cajas guías

Amperímetro de interruptor

-

163 f

'1 164

CORTE. SOLDADURA · PERfORACIÓN

mento del soporte del motor (para taladro con broca de 400 mm.)a la cual se acoplará de nuevo el motor

De esta última forma separaremos 100 mm el centro de cortede la broca respecto al centro del eje de la columna.

En la segunda caja guía acoplaremos la columna, que lleva lacaja guía que soportará al motor.

A la primera va adosado un compartimiento estanco que con-tiene el conjunto de mecanismos eléctricos para la conexión, yposterior control de potencia del motor.

Lleva dos clavijas hembras para alimentación eléctrica, unapara dar corriente al motor, la otra para servicios varios.

También encontramos un amperímetro que nos marca deforma constante la carga de trabajo; su pantalla visualizadora sepuede girar 180 grados, para poder verla desde uno u otro lado dela máquina.

Cuando estemos perforando, para lograr el máximo rendimien-to en el corte sin hacer saltar la protección térmica que lleva elmotor, no deberemos de sobrepasar los 11Amperios de la escalagraduada que marca dicho amperímetro. Si saltara esta protec-ción, el motor se parará y hasta que no se enfríe no se podrá rear-mar. El interruptor para rearmarlo se encuentra en la parte supe-

rior del motor.

En él, se ubica también elinterruptor para alimentacióneléctrica del motor. Dicho inte-rruptor es de bajo voltaje, lle-vando incorporado un disyun-tor que hace desconectarseeléctrica mente el motor, anteuna tensión mínima, ademásde protegerlo de una recone-xión involuntaria.

Para volver a poner en mar-cha el motor, después de unafalta de corriente en la fuentede alimentación, tendremosque volver a conmutarlo haciala posición de funcionamiento.

En esta caja guía, encontra-mos un tramo de manguitopara conducción de agua conllave de paso y enganches rápi-dos. Conexionaremos median-te enchufe rápido a la entradade dicho tramo, el manguitoque nos trae el agua del depósi-to, o bien el manguito con ter-minación de mangaje de 25mm, para alimentarse desdeun coche del Servicio.

La salida de ese manguito, laconexionaremos a la entradade agua que lleva el motor ensu zona anterior, a la salida deleje motriz.

Ambas cajas guías tienendos velocidades de avance en

su recorrido por la columna.Para avanzar con una u otravelocidad, fijaremos el volanteen uno u otro de los dos puntospara anclaje del mismo, quetienen en un lado ambas cajasguía; en la otra cara de las

HILTI

---

165f

---


cajas sólo llevan unanclaje para velocidadlenta.

Ver los dos puntos deanclaje del volante, enun mismo lado de lascajas guía.

En ambas cajas elmecanismo de mandode avance (bien sea elvolante de tres radios, con elemento de prolongación para llave decarraca, o llave de cuadradillo acodada fija con prolongación) sepuede fijar en uno u otro costado de la columna en función de lacara de la misma, donde se vaya a situar el operador de la máqui-na.

De nuevo, en las dos cajas encontramos un sistema de blocajedel movimiento a lo largo de la columna. Este mecanismo tiene ungiro 1809 para su fijación.

Gracias al posible blocaje, a las diferentes velocidades de avan-ce de las cajas guía, a la caja deengranajes del motor, para dardiferentes revoluciones a lasalida del eje motriz en funciónde la broca a usar, a la posibili-dad de posicionarse a amboslados de la caja para su manejo,la máquina permite ajustarse alos distintos trabajos, en fun-ción del avance de corte quetenga la broca.

En la imagen vemos perfec-tamente la palanca para el

'1 166

HILTI

cambio de velocidades, y losdiferentes diámetros de broca,que corresponden a cada velo-cidad del eje motriz en la salidade la caja de cambios.

Debemos hacer siempre elcambio de una velocidad a otracon el motor parado, en casode costarnos ubicar la palancaen una nueva velocidad, girare-

mos el eje de salida un poco con una mano, a la vez que con la otraintentaremos colocar la palanca de cambios en la nueva posición.

A la salida del eje motriz, lleva un pasador que hace las veces defusible mecánico; en caso de forzar el corte con la broca, deengancharse ésta en el proceso del taladro, o algún otro imprevis-to, podría romperse y tendríamos que sacarlo con la ayuda de unbotador que va en la caja de herramientas, para después colocarun nuevo pasador.

5.2..4. Brocas de corona con diamante

Encontramos de los siguientes diámetros:

· 400 mm

. 225 mm

. 202 mm

. 122mm

. 80 mm

- --

167 l'

-- --


'1 168

5.2.5 Herramientas yconsumibles

Caja metálica de herramien-tas, y diferentes útiles de mon-taje del conjunto de la máqui-na.

En esta caja encontramostodas las herramientas y útilesprecisos, para un fácil montajey desmontaje de la máquina.Llave inglesa, botadores, dife-rentes martillos, juego de lla-ves de estrella acodadas, juegode llaves fijas, llave de carracacon prolongador, llave fija decuadradillo, bulones para cone-xión de prolongaciones decolumnas, llave de grifa mace-ta, cortafríos, llaves fijas paraunión de brocas a motor etc.que nos facilitara el posiciona-miento y fijación de la máqui-na.

Caja metálica con tacos,varilla y otros elementos paraanclaje de las diferentes bases.

En esta caja encontramoslos tacos que nos van a servirpara el anclaje de la base. Haycuatro tipos los usaremos enfunción de la consistencia de la

HIt TI

base donde se va a fijar, y enfunción de las cargas que se leva a solicitar.

En esta caja encontramoslos pasadores que hacen defusible mecánico. Unas arande-las de hierro que se intercalanentre la tuerca enroscada en elespárrago y la base, en su fija-ción al taco.

Tenemos también otras arandelas de cobre, que nos facilitanaflojar las brocas una vez hecho el taladro, y que es preciso inter-calar entre:

. Las brocas y el eje de salida del motor, al fijar las primeras alúltimo.

.Entre el eje de motor y losprolongadores de esemismo eje.

. Entre el prolongador y labroca.

Por último en la caja, encon-tramos cáncamos de diferentesmedidas para poder usarlos enconjunción con tacos de expan-sión, y elevar cargas que sondifíciles de maniobrar conotros elementos.

.Taladro percutor T-22 conbrocas de varios diáme-tros y longitudes..Taladro inalámbrico TA-10

169 l'


con brocas de varios diá-

metros y longitudes.. Martillo demoledor TP

400.. Martillo demoledor TP -800.

En su maleta, al igual que enla del martillo siguiente encon-tramos: espátulas, escoplos ypunteros.

Tanto este taladro, o martillo perforador como los tres siguien-tes se encuentran en el contenedor de herramienta.

En su caja encontramos broca s de diferentes diámetros, 15, 18,20 Y24 mm, con diferentes longitudes; así como tope de taladroy cables para alimentación eléctrica.

De igual forma encontramos en su caja brocas de los mismosdiámetros y longitudes que en el caso del TE-22.

Además lleva dos acumuladores, y un cargador para los mis-mos.

5.2..6. Cuñahidráulica

En el mismo contenedor seencuentra una herramientaaccesoria, se trata de una cuñahidráulica. Se utiliza para rom-per piedras, muros, forjados,etc.

Su funcionamiento es muysencillo, se trata de una bomba

'1 170

..

Hit TI

hidráulica manual que desarro-lla una presion de 1.600 bar.

Conectada mediante un lati-

guillo a un cilindro metálicocon diez pistones en su inte-rior.

Para introducir este cilindrose perfora a 80 mm. de diáme-tro y se introduce el cilindro;como normalmente éste tiene

mayor longitud que lo que que-remos romper, secolocan unos anillos para evitar que los pistonesque no trabajan se salgan, con lo que quedaría inutilizada la herra-mienta.

Los pistones que van a trabajar debemos protegerlos con unapletina en forma de media caña, sujeta con cinta aislante para evi-tar que caiga al introducirlo. Además esto repartirá el esfuerzoentre todos.

--

171 f

~.

C'ORY'E,P'OK

DIAMANTE

SIANLEY

ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA HERRAMIENTA. FUNCIONAMIENTO

STANLEY

VI

CORTE.PORDIAMANTE

'1STANtE'Y"6.1. ELEMENTOS QUE

HERRAMIENTA.

CONFORMAN LA

La sierra de cadena de diamante Stanley DS11es la única herra-mienta manual que puede cortar de una sola pasada espesores dehasta 45 cm en materiales como hormigón armado, piedra natu-ral, muros mixtos y otros materiales de la construcción.

Esta compuesta por:Bomba hidráulica denomi-

nada HP Vanguard que estáaccionada por un motor degasolina de cuatro tiempos.

Latiguillos hidráulicos dealta presión de una longitud deunos 20 metros, éstos sonconectables con la bomba y lasdistintas herramientas median-te racores rápidos distintos en

175=Ii!II

---

CORTE. SOLDADURA. PERFORACiÓN

su diámetro, siempre de mayoren el de retorno y menor en elde presión.

Sierra DS11, similar a unamotosierra convencional, conun ancho de corte de 45 cmaproximadamente, 15 kg depeso (dependiendo del espadíny cadena montada) de 90 cmde longitud.

Bomba de agua. El suminis-tro de presión del agua sepuede obtener mediante labomba de agua Stanley modoWP100, que toma potencia dela línea hidráulica de retornode la sierra. Este sistema apor-ta simplicidad y practicidad deoperación. Va conectada al ejedel motor de la unidad hidráu-lica, se asegura mediante unpasador a un anclaje de lamisma.

Esta bomba posee unaentrada de agua equipada conun racor de los utilizados enjardinería, una llave de pasopara regular el caudal. Tambiénes posible el suministro deagua desde una mangaje de 25mm gracias a un adaptadorpara racores tipo Barcelona.

~176

STANLEY

El agua es necesaria para refrigerar la cadena y expulsar de lamisma, las partículas abrasivas.

Para su correcto funcionamiento, la DS11necesita un suminis-tro de agua a una presión entorno a 7 bar y un caudal entre 11y 19litros por minuto.

177=C5!I8


=C§!11178

6.2. FUNCIONAMIENTO

Una vez hemos completadoel montaje de estos elementos,el funcionamiento es sencillo:

Para su puesta en marcha,debemos comprobar antes:.Aceite del motor.

. Líquido hidráulico.

. Combustible.

. Racores bien conectados.

. Acelerador en posiciónauto.

Pondremos el interruptor enposición "ON", y la palanca enposición "TOOLOFF",empujan-do hasta la posición "START",accionaremos el motor dearranque.

Una vez en marcha acciona-remos el gatillo de la sierra,para lo cual es necesario pre-sionar el seguro al igual que enlas motosierras convenciona-les, comprobaremos que elagua fluye por el espadín altiempo que gira la cadena,entonces nos aseguraremosque el manómetro de la sierrapermanece en la zona verde,

STANlEY

esto indica que la presión es la adecuada. En caso contrario accio-naremos la llave de paso de la bomba de agua, para incrementarel caudal.

En este momento estaremos dispuestos para cortar.

Esta herramienta permite penetrar directamente de punta, rea-lizar cortes rápidos para abrir huecos pasantes para conductos ycanalizaciones.

Elcorte de la DS11es preciso y sin vibraciones, es ideal en situa-ciones en las cuales los materiales no pueden ser expuestos ademolición percusiva, vibraciones, por riesgo de hundimiento.

El tipo de corte particular dela DS11,permite efectuar cor-tes angulares cerrados, inclusoa ras de muro o de suelo, impo-sibles de realizar con cortado-ras de disco las cuales, requie-ren por fuerza realizar un aca-bado con sobre-corte. La DS11de Stanley es muy potente ygracias a su ergonomía, puede '1

CORTE ·SOLDADURA ·PERfORACiÓN

trabajar en espacios muy redu-cidos, es fácilmente transpor-table, e utilizable en lugares ysituaciones donde otros equi-pamientos nunca podrían tra-bajar.

La herramienta puede seraccionada por centralitasStanley con motor a explosióno eléctrico. La DS11puede sertambién accionada por el cir-cuito hidráulico de miniexcava-doras, o de otras máquinas deobras públicas.

Cuando se deben efectuaroperaciones de salvamentocomo consecuencia de catás-trofes, derru mba mientos o

explosiones, la potencia y rapidez de intervención son cruciales.En estas situaciones de

emergencia la DS11,es a menu-do insustituible, e ideal encombinación con la centralitaHP1Vanguard. La herramientapermite cortar a mano, de unapasada, pilares, suelos, muros yotros elementos de horm igónarmado, de un espesor hasta 45cm.

La sierra realiza cortes preci-sos en los lugares exactosdonde son necesarios, sin

~180

STANLEY

vibraciones que podrían causar nuevos derrumbamientos, o situa-ciones de peligro para las personas.

El equipo completo es ligero, fácilmente transportable, puedeser rápidamente movido por túneles, pasadizosestrechos, y puedeoperar sobre estructuras inestables o ruinas imposibles de acce-der, con otros equipamientos más pesados.

La DS11 puede trabajar en situaciones climáticas extremas,incluso inmersa en agua o barro. La centralita hidráulica HP1Vanguard, además de la DS11,puede accionar con una potenciaincreíble otras herramientas hidráulicas, de salvamento comobombas de agua, martillos rompedores, cortadoras de disco, encombinación con el multiplicador de presión Stanley modo IP16,puede también accionar separadores, cizallas y otras herramientasde alta presión (700 bar); mediante el acoplamiento de un multi-plicador de presión.

181~

BIBLlOGRAFfA

. Welding process Technology

Editado por Cambridge University Press, Cambridge U.K. ISBN0-521-21530-7

. Kaiser Aluminium Welder's Training Manual Inert GasProcess.1998

. Welding skills and practices 5 th. Edition. Copyright AmericanTechnical Society. Chicago. Versión española: D. Matías Antuña,profesor de soldadura de la Universidad de Gijón. EditorialReverté S.A.

· Soldadura de los Aceros. Aplicaciones 32 edición. ManuelReina Gómez

.Normas UNE-EN 756-96 Consumibles para el soldeo

757-97

758-97

760-96

440-95

14208-92/EN 26848-91

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fNDICE

1. Soldadura

1.1.Procedimientos de soldadura

1.2.Soldaduras heterogéneas

1.3.Soldaduras homogéneas

1.4. Máquinas de soldar

1.5.Soldadura al arco con protección gaseosa1.6. Electrodos. Clasificación

1.7.Normativa AWS

1.8. Normativa ISO2560 1973

1.9.Técnicas de soldadura para el trabajo manual1.10.Cómo soldar el arco voltaico

1.11Posiciones de la soldadura

1.12.Soldadura TIG

1.13Soldadura MIG

1.14.Soldadura con arco sumergido

2. Oxicorte

2.1.Oxicorte, Principio

2.2. Apl icaciones

2.3. Gasescombustibles utilizados

2.4. Elementos que componen el equipo de oxicorte

2.5. Manómetros

-- - -- -- -

2.6. Gomas

2.7. Válvulas antiretorno

2.8. Soplete de corte

2.9. Consejos de seguridad

2.10. Tratamiento de botellas de oxígeno implicadas en incen-dios

2.11. Gases inflamables, gases licuados inflamables y botellascon llama en la válvula o en el equipo conectado a ella

3. Corte por plasma

3.1.Corte por plasma. PAC

3.2 Modalidades de corte por plasma.

3.3. Equipo de corte con plasma MAX41

3.4. Normas de seguridad para el operador

4. Lanza térmica

4.1. Corte por lanza térmica

4.2. Aplicaciones

4.3. Características técnicas

4.4. Instalaciones

4.5. Precauciones

4.6. Protección

Manual de Corte, Soldadura Y Perforaci n

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