Soldadura

Procesos de soldadura

Procesos de soldadura I Simbología de la soldadura

Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by S. Kalpakjian and S. R. Schmid. ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc.

Introducción

Soldadura

Métodos de unión

Adhesivos

Mecánica

Clasificación de los procesos

n  La Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ha catalogado más de 50 tipos diferentes de soldadura.

Técnicas de soldadura Homogénea

Fuerte

Heterogénea

Blanda Fusión Adhesivos Plásticos Estado sólido

Clasificación de los procesos Técnicas de soldadura

Homogénea

Fusión

O2+gases Arco Con termita

Electrodo consumible

Núcleo fundente

Electrodo no consumible

Revestido

Arco sumergido

Gas protector TIG

Láser

Plasma

Electrogas

Electroescoria

Haz e-



Por presión

Ultrasónica

Fricción

Resistencia Alta frecuencia

Puntos Costura

A tope por presión

Fricción e inercia

A tope por presión

Pernos

Explosión

Estado sólido



Fuerte

Heterogénea

Blanda Fusión

O2+gases Arco Con termita Por presión

Ultrasónica

Fricción Electrodo consumible

Núcleo fundente

Electrodo no consumible

Revestido

Arco sumergido

Gas protector TIG

Láser

Resistencia Alta frecuencia

Puntos Costura

A tope por presión

Plasma

Adhesivos Plásticos

Electrogas

Electroescoria

Fricción e inercia

A tope por presión

Pernos

Haz e-

Explosión

Estado sólido

Soldadura con oxígeno y consumible gaseosos

Boquilla soldar Oxígeno

Acetileno

Oxígeno

Acetileno

Manoreductores

Boquilla soldar

Manoreductor


Neutra

1300ºC 3200ºC 2000ºC


Oxidante

3500ºC


Reductora

3100ºC

Soldadura por arco eléctrico

Electrodos

Consumibles

Gas protector

Revestidos

No Consumibles

Electrodo revestido

Electrodo en bobina, Gas protector

Oscar Kjellberg

Soldadura por arco eléctrico n  La unión de los metales se obtiene gracias al calor generado por un arco

eléctrico. n  Para iniciar el arco (cebado) se establece un contacto entre el electrodo y

la pieza que origina un cortocircuito. n  Después del cortocircuito se separa el electrodo y se mantiene a una

distancia corta. El arco se mantiene por la presencia de una columna de gas térmicamente ionizada, denominada plasma, a través del cual fluye la corriente.

n  Penetración: espesor de metal que ha fundido por debajo del electrodo. n  Temperaturas > 5000ºC.

Electrodo

Revestimiento

Escoria

Arco

Nube

Cable electrodo

Cable pieza

Fuente alimentación

Pistola

Electrodo

Nube

Pieza

[Kalpakjian]

Soldadura por arco eléctrico. Electrodo revestido (SMAW)

n  Las altas temperaturas del arco eléctrico provocan que los metales reaccionen intensamente con el oxígeno, nitrógeno e hidrógeno del aire.

n  El revestimiento es de un material no metálico con un punto de fusión inferior al del metal.

n  El residuo del revestimiento forma una capa sólida protectora del cordón, denominada escoria. Una vez terminada la soldadura la escoria se elimina.

n  El revestimiento sirve también para estabilizar el arco eléctrico y disminuye la proyección de metal.

n  El proceso es muy simple, puede soldarse en todas las posiciones y se puede soldar en exteriores.

Soldadura por arco eléctrico. Gas protector

n  La soldadura metálica con arco eléctrico y gas (en inglés gas metal arc welding GMAW) es un proceso en el cual el electrodo es un alambre metálico desnudo consumible y la protección se proporciona inundando el arco eléctrico con un gas.

Guía alambre

Metal de soldadura solidificado

Metal de soldadura fundido

Gas protector Conductor corriente

Electrodo

Boquilla

Nube protectora

Arco

Avance

[Kalpakjian]


n  El diámetro del electrodo va desde 0.8 a 6.5mm. n  A menudo se le conoce como soldadura MIG (Metal Inert Gas) ya que

inicialmente sólo se empleaban gases inertes como el argón o el helio. n  También se pueden utilizar gases activos como el bióxido de carbono.

Electrodo

Cable eléctrico

Gas

Boquilla

Nube protectora

Arco Cordón

Metal base Dirección soldeo

Electrodo


Bobina electrodo

Arrastre electrodo

Soldadura por arco eléctrico. Núcleo fundente

n  La soldadura por arco eléctrico de núcleo fundente (en inglés Flux-Cored Arc Welding, FCAW) es un proceso muy similar al GMAW.

n  En lugar de utilizar un electrodo macizo utiliza uno tubular. Este electrodo contiene fundente y otros ingredientes en su interior.

Arco

Metal base

Tubo guía conductor corriente

Boquilla Nube protectora

Escoria solidificada

Escoria fundida

Cordón Metal

fundido Gotas metal

Metal pulverizado

[Kalpakjian]

Soldadura por arco eléctrico. Núcleo fundente

Fuente alimentación AC ó DC

Pistola soldar

Suministro electrodo

Bobina electrodo

Soldadura con electrogas

n  Se usa principalmente para soldar los bordes de secciones en sentido vertical y en un paso, con las piezas colocadas borde con borde. El material de aporte se deposita en una cavidad de la unión entre las dos piezas a unir. El espacio se cierra entre dos labios de cobre enfriados por agua (zapatas) para evitar que escurra la escoria fundida.

Rodillos impulsión

Oscilador

Gas

Gas Salida agua

Entrada agua

Gas suplementario Gas primario protección

Zapata

Alambre soldadura

Pistola soldadura

Gas

Conducto electrodo

Electrodo

[Kalpakjian]

Soldadura por electroescoria

n  Este proceso se desarrolló en los años 50 (en inglés Electroslag Welding, EW) y sus aplicaciones son similares a la soldadura con electro gas. La principal diferencia está en que el arco se inicia entre la punta del electrodo y el fondo de la pieza a soldar.

Salida agua

Entrada agua

Zapata retención

Estanque soldadura fundida

Escoria fundida

Tierra

Pieza

Tensión

Guía

Oscilación

Alimentador cable

Alambre

Tablero control Fuente corriente

Source: Courtesy of the American Welding Society

Soldadura por arco eléctrico. Arco sumergido

n  Este proceso fue desarrollado durante la década de los años 30 y fue uno de los primeros que se automatizaron.

n  La soldadura con arco sumergido (del ingles Submerged Arc Welding, SAW) es un proceso que usa un electrodo de alambre consumible continuo, el arco eléctrico se protege mediante una cobertura de fundente granular.

Tubo contacto

Pieza

Banda respaldo

Cable electrodo

Electrodo

Tolva fundente

Control

Retorno fundente

[Kalpakjian]

Soldadura por arco eléctrico. Arco sumergido

n  El mato protector cubre completamente el arco eléctrico, por lo que no hay chispas, salpicaduras ni radiaciones.

n  No se requiere de máscara protectora. n  Se forma una capa de escoria con aspecto de vidrio. n  La calidad de la soldadura es muy buena. n  El fundente no consumido se puede reutilizar. n  Las piezas deben estar en posición horizontal.

Soldadura TIG

n  Usa un electrodo de tungsteno no consumible y un gas inerte para proteger el arco eléctrico.

n  Con frecuencia se le denomina por TIG.

Metal

Metal de soldadura fundido

Arco

Gas protector

Electrodo tungsteno

Conductor eléctrico

Paso gas

Alambre aporte

Avance

Soldadura TIG

n  Puede realizarse con o sin metal de aporte. n  El tungsteno es un buen material para el electrodo debido su elevado

punto de fusión 6170ºC. n  Los gases que se suelen utilizar son el argón, helio o mezcla de ellos. n  Es aplicable a casi todos los metales.

Soldadura TIG

Varilla aporte

Pedal control

Pistola

Gas inerte

Fuente alimentación AC ó DC

Soldadura TIG

Arco de plasma

n  La soldadura por arco de plasma (del inglés Plasma Arc Welding, PAW) se desarrolló en la década de los 60.

n  Se produce un arco concentrado de plasma que se dirige hacia el área de soldadura.

n  El arco es estable y su temperatura llega a 33000ºC. n  Un plasma es un gas caliente ionizado, formado por cantidades

casi iguales de electrones e iones positivos. n  El plasma se inicia entre el electrodo de tungsteno y el orificio,

mediante un arco eléctrico de baja corriente. n  La corriente eléctrica suele se inferior a 100 A. n  La protección del arco se obtiene mediante un anillo protector

externo y utilizando gas protector (argón, helio o mezcla de ambos).

Arco de plasma

-

+ +

-

n  Existen dos métodos de soldar por plasma: arco transferido y no transferido.

n  En el método de arco transferido la pieza que se suelda forma parte del circuito eléctrico, tal y como se muestra en la figura de la izquierda.

n  En el de arco no transferido, éste se produce entre el electrodo y la boquilla y el calor es arrastrado a l pieza por el haz de plasma.

n  En comparación con otros procesos el arco de plasma tiene más energía acumulada por unidad de área, lo que permite soldadura más profundas y angostas, mayor estabilidad del arco, menor distorsión térmica y nayores velocidades de soldadura. (120 a 1000 mm/min)

Arco transferido Arco no transferido

Soldadura con láser

n  La soldadura con rayo láser, SRL (en inglés Laser Beam Welding, LBW) es un proceso por fusión, en el cual se obtiene la coalescencia mediante la energía de un haz luminoso coherente altamente concentrado y enfocado hacia la unión que se va a soldar.

Haz láser

Tubo Neón

Cristal Nd:YAG

Haz láser desenfocado

Pieza


n  Tipos ¡  Dióxido de carbono (CO2) ¡  Díodos ¡  Nd:YAG (Neodymium/Yttrium/argon/garnet)

Láser TIG [Kalpakjian]

Simbología soldadura

n  Como cualquier otro proceso de fabricación la unión soldada debe realizarse en unas condiciones concretas especificadas en unos planos.

n  Estos planos recogen la información de los detalles de la soldadura con un simbología específica.

n  Describiremos la simbología desarrollada por le American Welding Society.

n  Los símbolos de soldadura generalmente indican el proceso de soldadura, el tipo de soldadura, dimensiones, orden, dirección, etc.


Línea de referencia

Símbolo soldadura

Cola

Acabado

Símbolo complementario


n  Línea de referencia

n  Símbolo soldadura

Lado flecha

Lado opuesto

1ª operación 2ª operación

3ª operación

Tope

T

Ángulo

Solape

Borde

Tipos de uniones


V

Ranuras

Rectangular En ángulo Bisel U J

Otras

Chaflán Cuña Canto


n  Soldar alrededor: n  Soldadura en campo

n  Símbolo de penetración

n  Inserto

n  Soldadura refuerzo

n  Weld spacer: n  Contorno:

Penetración

Símbolo soldadura

Contorno Soldadura en campo

Alrededor


n  Dimensiones

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Procesos de soldadura I Simbología de la soldadura

Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by S. Kalpakjian and S. R. Schmid. ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc.

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