2 Soldadura Por Fusion

Prof.: SMG

Procesos de Manufactura - Soldadura

2.soldadura por fusión 2.- Procesos de soldadura

Caracte Car acterís rístic ticas as gen general erales es de los pro proces cesos os de soldadu sol dadura ra por fus fusión ión

Introducción

La soldadura por fusión se define como la fusión y coalescencia de materiales mediante calor. Se pueden usar metales de aporte. Las soldaduras por fusión realizadas sin agregar metales de aporte se denominan soldaduras autógenas. Estos procesos incluyen soldado mediante oxígeno y combustible gaseosos, de arco y de haces de alta energía.

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Proceso de unión

Operacíon

Ventaja

Nivel de habilidad

Posición de soldado

Tipo de corriente

Distor sión

Costo del equipo dól

Arcometálico protegido

Manual

Portátily Portátily flexible

Alto

Todas

CA, CD

1a2

Bajo (1500+)

Arco sumergido

Automátic a

Deposiciónalta

Bajo a medio

Plana y horizontal

CA, CD CD

1a2

Medio (5000+)

Arco metálico y gas

Semio auto

Trabaja con la mayoría de los metales

Bajo a alto

Todas

CD

2a3

Medio (3000+)

Arco de tungstenoy gas

Manual o auto

Trabaja con la mayoría de los metales

Bajo a alto

Todas

CA, CD

2a3

Medio (5000+)

Arcocon núcleo de fundente

Semio auto

Deposiciónalta

Bajo a alto

Todas

CD

1a3

Medio (2000+)

Oxígeno y combustible gaseosos

Manual

Portátil y flexible

Alto

Todas

----

2a4

Bajo (5 (500+)

Hazde electrones

Semio auto

Trabaja con la mayoría de los metales

Medio a alto

Todas

----

3a5

A lt lt o ( 10 10 00 00 00 00 – 1 millón)

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Soldaduraa con oxígeno Soldadur oxígeno y combustib combustible le gaseosos gaseosos OFW Es un térmi término no utili utiliza zado do para para desc describ ribir ir cualq cualquie uierr proc proces esoo de soldadura soldadura que use un gas combustib combustible le combinado combinado con oxígeno oxígeno para para produc producir ir flama. flama. El proceo proceoss más común común emplea emplea acetile acetileno no OAW.  



Tipos Tip os de flamas flamas





Metales Met ales de aporte aporte Los meta metales les de aporte aporte se utiliza utilizann para para suminis suministra trarr materia materiall adiciona adicionall a la zona de soldadu soldadura ra durant durantee la operació operación. n. Se consig consiguen uen como como varilla varillass de aporte aporte o alambre alambre y pueden pueden ser desnudas desnudas o estar estar recubiertas recubiertas con un fundent fundente. e.

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Práctica y equipo de soldadura

Práctica y equipo de soldadura Preparar los extremos a unir, fijar y mantener su posición apropiada mediante el uso de prensas de banco y soportes. Abrir la válvula de acetileno y encender el gas en la punta del soplete. Abrir la válvula de oxígeno y ajustar la flama para la operación particular. ˚ Sostener el soplete a unos 45˚ del plano de la pieza de trabajo, con la flama interior cerca de ella y la varilla de aporte a alrededor de 30˚ a 40˚. Tocar la union con la varilla de aporte y controlar su movimiento a lo largo de la unión mediante la observación de su velocidad de fusión y llendo. 



˚





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Soldadura con gas a presión La soldadura de dos componentes comienza calentando la interfaz mediante un soplete, cuando la interfaz comienza a fundirse, se retira el soplete y se aplica una fuerza para prensar los dos componentes y se mantiene hasta que se solidifica la interfaz. 

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Procesos de soldadura por arco: electrodo no consumible 





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Soldadura por arco de tungsteno y gas. Soldadura por arco de plasma. Soldadura con hidrógeno atómico.

En la soldadura por arco el calor requerido se obtiene de la energía eléctrica. El proceso puede implicar un electrodo consumible o no consumible 8

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Soldadura por arco de tungsteno y gas

Procesos de soldadura por arco: arco: electrodo consumible

En GTAW que antes se concocía como soldaduraTIG (“gas inerte y tungsteno”), el metal de aporte es suministrado por un alambre de aporte. Debido a que en esta operación no se consume el electrodo de tungsteno se mantiene una abertura de arco constante.

Soldadura con arco y metal protegido. Maquina soldadora de CA o CD, fuente de potencia y controles. Cable de trabajo

Porta electrodo

 Arco

Soldadura por arco de plasma PAW Se produce un arco concentrado de plasma que

se dirige hacia el área de la soldadura. El arco es estable y alcanza temperaturas de hasta 33000˚. Un plasma es un gas caliente ionizado. 9

Cable de electrodo 10

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Soldadura por arco sumergido.

Gas protector  Recubrimiento

Escoria solidificada

Carrete de alambre electrodo

Electrodo Tolva de fundante

Tubo de contacto

Metal de soldadura

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Motor 

Tubo de recuperacion de fundante no fundido

 Arco

Pieza de trabajo SMG

electrodo

Trabajo

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Cable del electrodo

Soporte de la soldadura

Terminales de toma de voltaje

Control de voltaje y corriente

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Soldadura por arco metálico y gas

Soldadura por arco metálico y gas

Transferencia de metal

 Alambre sólido de electrodo

Gas protector

Conductor de corriente

• Por Aspersión:

Pequeñas gotas del metal fundido pasan al área de soldadura con una frecuencia alta. • Transferencia globular : Utilizan gases ricos en bióxido de carbono y los glóbulos se impulsa mediante las fuerzas de transferencias del arco eléctrico.. •Cortocircuito: El metal se transfiere por gotitas individuales cuando la punta del electrodo toca el metal fundido de soldadura y hace cortocircuito.

Desplazamiento  Alambre guía y tubo de contacto

Boquilla

Metal de soldadura solidificado

Gas protector 

arco

Metal base 13

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Soldadura por arco con nucleo de fundante

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Soldadura eléctrica por gas

Tubo guía portador de corriente Protección del arco integrada por compuestos vaporizados y formadores de escoria que protegen la transferencia de metal a través del arco

Punta extendida aislad

Metal en polvo, materiales generadores de vapor o gas desoxidantes y limpiadores

Escoria solidificada

 Arco Metal de soldadura 15 solidificado

Metal base Metal de soldadura fundido

Gotas de metal cubiertas con un delgado recubrimiento de escoria que forma la mezcla fundida

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Electrodos para soldadura por arco

Soldadura con electro escoria

La resistencia del metal para soldadura depositado

La corriente CA o CD

El tipo de recubrimiento.

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Electrodos para soldadura por arco Recubrimiento de electrodo:

Soldadura por haz de electrones Características:

Están recubiertos con materiales arcillosos que incluyen aglutinantes de silicato, óxidos, carbonatos, fluoruros, aleaciones metálicas y celulosa.  Actuar como fundante

SMG

• Genera calor mediante un fino haz de electrones de alta velocidad. • La energía cinética de los electrones se convierte en calor al chocar contra la pieza de trabajo.

Estabilizar el arco

• A mayor vacío mayor penetración del haz. • No se requiere gas. Controlar la velocidad

Funciones básicas

Generar gases protectores

• Alta calidad en las soldadura profundas y estrechas • La distorsión y contracción en el área de soldadura son mínimas. • Genera rayos X

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Corte

Soldadura por rayo láser Características:

Con oxígeno y combustible gaseoso características:

• Utiliza un rayo láser. • Gran densidad de energía y capacidad de penetración profunda. • Alta precisión. • Se puede generar en pulsos para aplicaciones con potencia de hasta 100kW. • Las soldaduras son dúctiles y libres de porosidades. • La distorsión y contracción en el área de soldadura son mínimas. • Las velocidades van desde 2.5m/min hasta 80m/m in

• La fuente de calor sirve para retirar una zona delgada de una placa o lámina. • Proceso adecuado para los aceros. • Puede producir un aumento de temperatura de casi 870°C. • La pieza es necesaria precalentarla con un gas combustible. • A mayor carbono en el acero mayor temperatura requerida de precalentamiento. • Distorsión no uniforme.

Ventajas : • No requiere vacío. • Se le puede dar forma al rayo láser. • No generan rayos X. • Calidad mejor  21

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Corte Por arco características: • Materiales grandes. • Dejan una zona afectada por el calor .

Unión Soldadura 

1.-Metal Base



2.-Zona Afectada por el Calor



3.-Metal de Soldadura

Por arco de carbono en aire : • Se emplea un electrodo de carbono y el metal fundido se sopla con un chorro de aire a gran velocidad. 

Solidificación del Metal de Soldadura 

Por arco de plasma características:



• Se producen altas temperaturas. • Se utilizan para cortes rápidos. •Para metales No ferrosos y de acero inoxidable. •Producen buen acabado superficial. 23

SMG



Zona Afectada por el Calor 

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Formación de granos Estructura Colada

Sufre cambios estar sometidos a te mperaturas elevadas.

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CALIDAD DE SOLDADURA



Orígenes 

PoroPorosidad

Porosidad Revelado de Esfuerzos

Inclusiones de Escoria

 



Reducción 

Esfuerzos Residuales

Soldadu ra



Fusión y Penetración incompletas





Perfil de soldadura

Hojeamiento

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



Llenado incompleto  Se

produce cuando la unión no se llena con la cantidad apropiada de metal de soldadura

 

Limpiando la superficie del cordon de soldadura antes de depositar la siguiente capa Aportando suficiente gas de protección

Perfil de soldadura 

Mejoras en la Fusión Elevando la temperatura del metal base Limpiando el are de soldadura antes de soldar

Compuestos óxidos, fundentes y materiales de recubrimiento que quedan atrapados en la zona de soldadura

Reducción

SMG

Fusión y Penetración incompleta 





Grietas

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Inclusion es de Escoria

Técnicas mejoradas de soldadura Limpieza apropiada Reducción de la velocidad de soldadura

Orígenes 

Daño Superficial

Los gases liberados durante la fusión el área soldada Las reacciones químicas durante el soldado Los contaminantes



El socavado  Es

el resultado de la fusión lejos del metal base y la consecuente generación de la ranura con la forma de una depresión

Mejoras en la penetración Reduciendo la velocidad de desplazamiento 

Ejemplos de diversas defectos en la soldadura

Ejemplos de diversas discontinuidades

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SOLDABILIDADSOLDABILIDAD- Metales Ferrosos

Grietas     

Aceros al carbon: Excelentes para los aceros de bajo carbón Aceros de baja Aleación: Similar a los aceros al medio carbón Aceros de Alta Aleación: Es buena, en buenas condiciones Aceros inoxidables: Aplican diferentes técnicas Aceros Fundidos: En general son soldables

SOLDABILIDADSOLDABILIDAD-Materiales No Ferrosos 



Aleaciones de Aluminio, cobre magnesio, níquel, titanio, tantalio: Alta rapidez en el suministro de calor, Escudo de gas inerte

Tungsteno, Molibdeno: Soldable en condiciones bien controladas



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Niobio: La soldadura es buena

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Pruebas Destructivas Ensayos de tension Ensayos de Tenacidad a la Fractura Ensayos de Tension y cortante Pruebas Pruebas de Doblado



Diseño de la unión y selección del proceso

El diseño del producto debe minimizar el número de soldaduras. Evitar esfuerzos excesivos. Los componentes deben coincidir antes de soldarlos. Mantener un mínimo el tamaño de cordón de soldadura y mejorar su apariencia. 





Pruebas No Destructivas

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Ultranicas Visuales Radiograficas De liquidos Penetrantes Penetrantes De particular Magneticas



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