4.120.01-1976

PETROLEOS MEXICANOS

NORMAS DE CALIDAD DE MATERIALES USADOS EN OBRAS PUBLICAS

ELECTRODOS DE ACERO DULCE CON REVESTIMIENTO, PARA SOLDADURA DE ARCO. RECOMENDACIONES DE USO NORMA No. 4.120.01

Primera Edición 1976

Esta norma se elaboró atendiendo las recomendaciones de la Comisión Técnico Consultiva de Contratos y Obras Públicas. En su elaboración tomaron parte las Gerencias de Explotación, Inspección y Verificación de Construcción, Marina, Petroquímica, Proveeduría Proyectos y Construcción, Refinación, Seguridad Industrial y Ventas. Agradeceremos a las personas e instituciones que hagan uso de esta norma, nos comuniquen por escrito las observaciones que estimen convenientes para tomarlas en cuenta en próximas ediciones, dirigiendo su correspondencia a:

PETROLEOS MEXICANOS Gerencia de Inspección y Verificación de Construcción Departamento General de Normas y Especificaciones

INDICE A DEFINICIONES .....................................................................................................

5

A.01 Alcance ......................................................................................................... A.02 Definiciones ..................................................................................................

5 5

B REFERENCIAS .....................................................................................................

6

C REQUISITOS DE ACEPTACION ..........................................................................

6

PARTE 1.– Clasificación y Aceptación C.01 C.02 C.03 C.04 C.05 C.06 C.07 C.08 C.09 C.10 C.11

Clasificación ................................................................................................. Fabricación ................................................................................................... Aceptación .................................................................................................... Composición química ................................................................................... Uso y pruebas mecánicas y de sanidad ....................................................... Métodos de pruebas ..................................................................................... Requisitos de pruebas .................................................................................. Repetición de pruebas .................................................................................. Núcleo de alambre y revestimiento .............................................................. Núcleo desnudo ............................................................................................ Tamaños y longitudes estándar ...................................................................

6 6 6 6 9 9 11 12 17 17 17

D REQUISITOS DE MANEJO E IDENTIFICACION .................................................

18

D.01 D.02 D.03 D.04

Empaques .................................................................................................... Marcas .......................................................................................................... Identificación de electrodos .......................................................................... Garantía ........................................................................................................

18 18 19 19

E PRUEBAS ..............................................................................................................

20

PARTE 2.– Detalles de Pruebas E.01 Detalles de las pruebas ................................................................................ E.02 Material para placas de prueba ....................................................................

20 20

E.03 E.04 E.05 E.06 E.07 E.08

Acondicionamiento de electrodos para prueba ............................................ Análisis químico ............................................................................................ Pruebas radiográficas ................................................................................... Pruebas de tensión del puro metal de soldadura ......................................... Prueba de impacto ........................................................................................ Prueba de soldadura de filete .......................................................................

20 21 22 25 25 26

APENDICE .................................................................................................................

37

Guía para la clasificación AWS de electrodos. Recomendaciones de uso ...................................................................................... Introducción ............................................................................................................ Detalles de pruebas para electrodos de 3/32, 1/8, 7/32 y 5/16 pulg. de diámetro ................................................................................................................. Descripción y uso propuesto para electrodos ........................................................ Equivalencias métricas ...........................................................................................

37 37 46 47 63

ELECTRODOS DE ACERO DULCE CON REVESTIMIENTO PARA SOLDADURA DE ARCO. RECOMENDACIONES DE USO

*NORMA No. 4.120.01 A A.01

DEFINICIONES Alcance

(1)

A.01.a (1.1)

Esta norma especifica los requisitos para electrodos de acero dulce, revestidos, para soldadura de arco–metálico protegido, en aceros al carbono y aceros de baja aleación.

A.02

Definiciones

A.02.a

Resistencia de tensión.– Tensile strengith.– Se llama resistencia de tensión al esfuerzo de tensión máximo que un material es capaz de soportar. La resistencia de tensión se calcula con la carga máxima registrada durante una prueba de tensión que se lleva hasta la rotura y la sección transversal original del espécimen.

A.02.b

Límete de fluencia.– Yield point.– Se llama límite de fluencia de un material al primer esfuerzo, menor que el esfuerzo máximo necesario para producir un gran incremento de deformación sin seguir incrementando el esfuerzo. Se debe hacer notar que solamente los materiales que presentan el fenómeno de cadencia, pueden tener un límite de fluencia.

A.02.c

Límite elástico.– Elastic limit.– Se llama límite elástico al esfuerzo más grande que un material es capaz de soportar, sin dejar deformaciones permanentes después de liberarlo completamente de dicho esfuerzo.

A.02.d

Resistencia de fluencia.– Yield strength.– Se llama resistencia de fluencia al esfuerzo sobre un material, específicamente limitado para desviarse de la proporcionalidad de los esfuerzos y las deformaciones. Se expresa en términos de deformación:

*AWS A.5.1.

6

Petróleos Mexicanos

0.2% de la deformación por el método de desalojamiento 0.5% de la deformación por el método de la extensión total bajo la carga. B

REFERENCIAS AWS A5.1 Specification for Mild Steel Covered Arc–Welding Electrodes.

C

REQUISITOS DE ACEPTACION PARTE 1 CLASIFICACION Y ACEPTACION

C.01

Clasificación

(2)

C.01.a (2.1)

C.01.b

Los electrodos están clasificados de acuerdo a las propiedades mecánicas del metal de soldadura depositado como soldadura, tipo de revestimiento, posición del electrodo en la soldadura y tipo de corriente (ver Tabla 1). Todo electrodo comprendido en una clasificación, no debe incluirse en otra.

(2.2)

C.02

Fabricación

(3)

C.02.a (3.1)

C.03

Los electrodos pueden fabricarse por cualquier método siempre que se obtenga un producto conforme a los requisitos de esta especificación. Aceptación

(4)

C.03.a

A opción y costo del comprador, cualquiera o todas las pruebas requeridas por esta especificación pueden ser utilizadas como base para la aceptación de electrodos.

C.04

Composición química

(5)

C.04.a (5.1)

La composición química del metal depositado deberá estar de acuerdo con los requisitos de la Tabla 2.

Electrodos de acero dulce con revestimiento

7

TABLA 1 CLASIFICACION DE ELECTRODOS

Clasificación AWS

Tipo de revestimiento

Capacidad de producir soldaduras satisfactorias en las posiciones indicadas a

Tipo de corriente b

Series E60–Resistencia de tensión mínima del metal depositado en condición de soldado. 60 000 lb/pulg.2 (o más alta–ver Tabla 4) E6010 E6011

Celulosa al alto sodio Celulosa al alto potasio

F, V, OH, H F, V, OH, H

C.D. C.A. o C.D.

polaridad invertida polaridad invertida

E6012

Titania al alto sodio

F, V, OH, H

C.A. o C.D.

polaridad directa

E6013

Titania al alto potasio

F, V, OH, H

C.A. o C.D.

cualquier polaridad

E6020

Hierro al alto óxido

Filetes H

C.A. o C.D.

polaridad directa

F

C.A. o C.D.

cualquier polaridad

Filetes H

C.A o C.D.

polaridad directa

F

C.A o C.D

cualquier polaridad

E6027

Polvo de hierro, óxido de hierro

8


TABLA 1 – CONTINUA

Clasificación AWS

Tipo de revestimiento

Capacidad de producir soldaduras satisfactorias en las posiciones indicadas a

Tipo de corriente b

Series E70–Resistencia de tensión mínima del metal depositado en condición de soldado. 70 000 lb/pulg.2 (o más alta–ver Tabla 4)

E7014 E7015 E7016 E7018 E7024 E7028

a

F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H

C.A. o C.D. C.D. C.A. o C.D. C.A. o C.D.

cualquier polaridad polaridad invertida polaridad invertida polaridad invertida

Filetes H, F Filetes H, F,

C.A. o C.D. C.A. o C.D.

cualquier polaridad polaridad invertida

Las abreviaciones F, V, OH y Filetes H, indican posiciones de soldadura (Fig. 1 y 2) como sigue: F H Filetes V OH

b

Polvo de hierro, titania Hidrógeno al bajo sodio Hidrógeno al bajo potasio Polvo de hierro, bajo hidrógeno Polvo de hierro, titania Polvo de hierro, bajo hidrogeno

= Plana = Horizontal = Vertical es H = Filetes horizontal = Vertical Para electrodos de 3/16 pulg. menores, excepto 5/32 pulg. y = Sobre cabeza menores para las clasificaciones E7014, E7015, E 7016 y E7018

}{

La polaridad invertida significa que el electrodo es positivo; y la polaridad directa significa que el electrodo es negativo.


9

TABLA 2 REQUISITOS QUIMICOS Composición química, máximo en por ciento

Clasificación AWS E7014, E7015 E7016, E7018 E7024, E7028 E6010, E6011 E6012, E6013 E6020, E6027 * a

} }

a

Manganeso

Silicio

Níquel

Cromo

Molibdeno

Vanadio

1.25*

0.90

0.30*

0.20

0.30*

0.08*

Ningún requisito químico

La suma total de los elementos con asterisco, no debe exceder de 1.50 por ciento. Para obtener la composición química solamente con C.D. y polaridad directa, se puede usar C.D. y ambas polaridades si así se especifica.

C.05

Uso y pruebas mecánicas y de sanidad

(6)

C.05.a (6.1)

Las siguientes pruebas están indicadas para demostrar las prioridades mecánicas y de sanidad del metal de soldadura depositado y el uso de los electrodos clasificados aquí:

C.05.a.1 Las pruebas radiográficas están indicadds para demostrar la sanidad del (6.1.1) depósito de soldadura hecho con determinado electrodo. Los detalles de esta prueba, están estipulados en el inciso (21) "Prueba Radiográfica". C.05.a.2 La prueba de tensión del puro metal de soldadura y la prueba de impacto del (6.1.2) metal de soldadura están indicadas para garantizar las propiedades mecánicas del depósito de soldadura hecho con un determinado electrodo. Los detalles de estas pruebas se estipulan en el inciso (22) "Pruebas de tensión del puro metal de soldadura" e inciso (23) "Pruebas de impacto", respectivamente. C.05.a.3 La prueba de soldadura, de filete, está indicada para demostrar el uso de los (6.1.3) electrodos. Los detalles de esta prueba están estipulados en el inciso (24) "Prueba de soldadura de filete". C.06

Métodos de pruebas

(7)

C.06.a (7.1)

Las probetas deberán prepararse de acuerdo con los incisos (17) "Requisitos de prueba" hasta el inciso (24) "Prueba de soldadura de filete", inclusive, de esta especificación.

10


FIG. 1. POSICION DE LA PLACA DE PRUEBA PARA SOLDADURA DE RANURA

FIG. 2. POSICIONES DE LAS PLACAS DE PRUEBA PARA SOLDADURA DE FILETE


C.07

11

Requisitos de pruebas

(8)

C.07.a (8.1)

Cuando se requiera y con objeto de clasificarse bajo esta especificación, un electrodo deberá ser capaz de someterse a los siguientes resultados de prueba, además de los requisitos químicos señalados en el inciso (5) "Composición química".

C.07.a.1 Requisitos radiográficos (8.1.1)

C.07.a.1.1Las radiografías completas deberán ser examinadas y deberán cumplir el (8.1.1.1) estándar de aceptación de porosidad señalado en la Tabla 3, mostrado en la Fig. 3. C.07.a.1.2Las radiografías de la prueba de ensamble mostrada en la Fig. 4 no deberán ( 8.1.1.2) revelar inclusiones, grietas ni zonas de fusión incompleta. C.07.a.2 Requisitos de ductilidad y resistencia de tensión. Los resultados de las ( 8.1.2) pruebas de tensión del puro metal de soldadura, deberán estar de acuerdo a los requisitos de las propiedades mecánicas de soldadura prescritos en la Tabla 4. C.07.a.3 Requisitos de impacto. Los resultados de las pruebas de impacto, deberán (8.1.3) estar de acuerdo con los requisitos de las propiedades de impacto de soldadura señalados en la Tabla 5. C.07.a.4 Requisitos de prueba para la soldadura de filete. (8.1.4)

C.07.a.4.1Las Probetas para pruebas de soldadura de filete terminadas, deberán ser (8.1.4.1) examinadas visualmente y la soldadura deberá estar libre de grietas. La probeta deberá estar razonablemente libre de socavado, traslapos, escoria atrapada y porosidad superficial. C.07.a.4.2La convexidad (de soldaduras de filete convexo) debe estar de acuerdo con (8.1.4.2) los requisitos de la Tabla 6. La diferencia en longitud de los dos catetos de cada soldadura de filete debe estar de acuerdo con los requisitos de la Tabla 6. C.07.a.4.3Las dos probetas fracturadas, cuando se examinen visualmente, deberán estar (8.1.4.3) libres de roturas. La fusión incompleta en la raíz de la soldadura no deberá ser mayor de 20 % de la longitud total de la soldadura. En ningún caso deberá existir un área de fusión incompleta mayor de una pulg.ada de longitud, medida

12


a lo largo del eje longitudinal de la soldadura, excepto para electrodos de las clasificaciones E6012, E6013 y E7014. La soldadura de filete hecha con electrodos de las clasificaciones E6012, E6013 o E7014 pueden mostrar fusión incompleta a través de toda su longitud, considerando que en ningún punto esta falta de fusión exceda el 25 % del cateto menor del filete. NOTA:

La prueba de soldadura de filete no está indicada para determinación de la porosidad sub– superficial encontradas bajo las condiciones normales, debido a variaciones en los metales base, en los procedimientos, en los soldadores, etc., que afectarán el nivel de porosidad. La referencia deberá hacerse al inciso (8.1.1) para esta determinación.

TABLA 3 ESTANDARES RADIOGRAFICOS Clasificación AWS E7015 E7016 E7018 E6020

}

E6010 E6011 E6013 E7014 E7024 E6027 E7028

}

E6012 a b

C.08

Estándares radiográficos ab Grado I

Grado II

No requiere

Ver Fig.3 La calidad radiográfica obtenida bajo las condiciones industriales reales, empleadas para las diversas clasificaciones de electrodos, está expuesta, en el inciso A.1.12 "Calidad Radiográfica de Soldadura”, del Apéndice.

Repetición de pruebas

(9)

C.08.a (9.1)

Si cualquiera de las pruebas falla, se deberán efectuar dos repeticiones de la prueba particular y los resultados de ambas deberán cumplir los requisitos prescritos en esa prueba.


13

TABLA 4 RESISTENCIA DE TENSION, LÍMITE DE FLUENCIA Y REQUISITOS DE ALARGAMIENTO PARA PRUEBAS DE TENSION DEL PURO METAL DE SOLDADURA EN CONDICION DE SOLDADO a b

Clasificación AWS

Resistencia de tensión mínima en lbs/pulg.2

Límite de fluencia mínimo lbs/pulg.2

Alargamiento en 2 pulg.adas mínimo, %

Series E60c E6010 E6011 E6012 E6013 E6020 E6027

62 000 62 000 67 000 67 000 62 000 62 000

50 000 50 000 55 000 55 000 50 000 50.000

22 22 17 17 25 25

60,000

17 22 22 22 17 22

Serie E70d E7014 E7015 E7016 E7018 E7024 E7028

}

72,000

{

a

Ver Equivalencias métricas.

b

Ver Tabla 8 para tamaños que se sujetarán a prueba.

c

Para todas las clasificaciones de la serie 60 excepto E6012 y E6013, cada aumento de un punto de porcentaje en alargamiento sobre el mínimo, el límite de fluencia o la resistencia de tensión, o ambas, 2 2 puede disminuir 1,000 lbs/puIg para un mínimo de 60,000 lbs/puIg de resistencia de tensión y 48,000 2 lbs/puIg para el límite de fluencia. Para las clasificaciones E6012 y E6013 el límite de fluencia y la 2 resistencia de tensión, pueden disminuir a un mínimo de 65,000 lbs/pulg. de resistencia de tensión y 2 53,000 lbs/pulg. de límite de fluencia.

d

Para cada aumento de un punto de porcentaje en alargamiento sobre el mínimo, el límite de fluencia y la 2 2 resistencia por tensión, o ambos, puede disminuir 1,000 lbs/puIg para un mínimo de 70,000 lbs/pulg. de 2 resistencia de tensión y 58,000 lbs/pulg. de límite de fluencia.

14


T amaño de la porosidad 1/64 a 1/16 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura =18 con las restricciones siguientes: • Máximo número de grandes = 3 de 3/64 a 1/16 pulg. de diámetro • Máximo número de medianos = 5 de 1/32 a 3/64 pulg. de diámetro • Máximo número de finos = 10 de 1/64 a 1/32 pulg. de diámetro GRADO 1 Tamaño de los poros 3/64 a 1/16 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura = 8 GRADO 1 Tamaño de los poros 1/32 a 3/64 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura =15 GRADO 1 Tamaño de los poros 1/64 a 1/32 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura =30 GRADO 1 NOTA 1. En la aplicación de los estándares de porosidad, se debe usar esta gráfica casi representativa del tamaño de la porosidad de la probeta de prueba radiográfica y definir la concordancia con estos estándares. NOTA 2. Como estas pruebas de soldadura se hacen específicamente en laboratorios con propósitos de clasificación, los requisitos son mas rígidos que para pruebas de soldaduras en fabricación general. CONTINUA


15

Tamaño de la porosidad 1/64 a 5/64 pulg. de diámetro Número máximo de poros en 6 pulg. de soldadura = 27 con las siguientes restricciones: • Máximo número de grandes = 3 de 1/16 a 5/64 pulg. de diámetro • Máximo número de medianos = 8 de 3/64 a 1/16 pulg. de diámetro • Máximo número de finos = 16 de 1/64 a 3/64 pulg. de diámetro GRADO 2 Tamaño de los poros 1/16 a 5/64 de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura = 14 GRADO 2 Tamaño de los poros de 3/64 a 1/16 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura = 22 GRADO 2 Tamaño de los poros 1/64 a 3/64 pulg. de diámetro • Máximo número de poros en 6 pulg. de soldadura = 44 GRADO2

NOTA 1. En la aplicación de los estándares de porosidad, se debe usar esta gráfica casi representativa del tamaño de la porosidad de la probeta de prueba radiográfica y definir la concordancia con estos estándares. NOTA 2. Como estas pruebas de soldadura se hacen específicamente en laboratorio con propósitos de clasificación, los requisitos son más rígidos que para pruebas de soldadura en fabricación general.

16


TABLA 5 REQUISITOS DE LAS PROPIEDADES DE IMPACTO a Clasificación AWS

Requisito mínimo de impacto en ranura en Vv

}

E6010, E6011 E6027, E7015 E7016, E7018

20 lbs–pie a–20º F

E7028

20 lbs–pie a–0º F

}

E6012, E6013 E6020, E7014 E7024 a b

No requiere

Ver equivalencias métricas. El mínimo valor obtenido junto con el máximo valor deberán ser descartados para esta prueba. Dos de los tres valores restantes deben ser mayores que el valor Especificado de 20 lbs–pie para el nivel de energía; uno de les tres puede ser menor, pero no deberá ser menor de 15 lbs–pie. El valor promedio calculado de los tres valores restantes, deberá ser igual o mayor que 20 lbs–pie para el nivel de energía.

TABLA 6 REQUISITOS DIMENSIONALES PARA SOLDADURAS DE FILETES a

a

Tamaño de la soldadura de filete, en pulg.adas

Convexidad máxima en pulg.adas

Diferencia máxima entre longitudes de los catetos del filete de soldadura en pulg.adas

1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 9/32 5/16 11/32 3/8

3/64 3/64 1/16 1/16 1/16 1/16 5/64 5/64 5/64

1/32 3/64 1/16 5/64 3/32 7/64 1/8 9/64 5/32

Ver equivalencias métricas.


C.09

17

Núcleo de alambre y revestimientos

(10)

C.09.a (10.1)

C.09.b (10.2)

C.09.c (10.3)

C.10

El diámetro del núcleo de alambre no deberá variar más de ± 0.002 pulg. del tamaño estándar especificado. La longitud no debe variar más de ±1/4 pulg. de la longitud especificada. El revestimiento en todos los tamaños de electrodos recubiertos deberá ser concéntrico en su extensión, a fin de que la dimensión máxima de revestimiento núcleo–más uno no exceda la dimensión mínima de revestimiento núcleo–más–uno, por más de 3 por ciento de la dimensión media para electrodos de las clasificaciones E6010, E6011, E6012, E6013 y E6020, y 5 por ciento para electrodos de otras clasificaciones. La concentricidad se deberá medir por cualquier medio adecuado. El núcleo de alambre y revestimiento, deberán estar libres de defectos, los cuales interferirían el desempeño uniforme de los electrodos. Núcleo desnudo

(11)

C.10.a (11.1)

Los electrodos deberán tener un extremo libre de revestimiento a una distancia aproximada de 3/4 pulg. pero no más de 1¼ pulg. para electrodos que no excedan de 7/32, pulg. (1½ pulg. para electrodos de 1/4 y 5/16 pulg.) con el objeto de hacer contacto con el maneral.

C.10.b

El extremo del arco de cada electrodo debe estar suficientemente desnudo y el revestimiento suficientemente ahusado para permitir la fácil formación del arco. El revestimiento deberá cubrir el núcleo del alambre cuando menos un medio de la circunferencia del electrodo a las siguientes distancias del extremo del arco:

(11.2)

C.10.b.1 Para electrodos de bajo hidrógeno, clasificaciones (E7015, E7016, E7018 y (11.2.1) E7028), la mitad del diámetro del núcleo de alambre o 1/16, de pulg. máximo, el que sea menor. C.10.b.2 Para otras clasificaciones de electrodos, 2/3 del diámetro del núcleo de (11.2.2) alambre 0 3/32 de pulg. máximo, el que sea menor. C.11

Tamaños y longitudes estándar

(12)

C.11.a (12.1)

Los tamaños y longitudes estándar de los electrodos aparecen en la Tabla 7. en todos los casos, los tamaños estándar se refieren al diámetro del núcleo del alambre.

18


D D.01

REQUISITOS DE MANEJO E IDENTIFICACION Empaques

(13)

D.01.a (13.1)

Los electrodos deberán estar debidamente empacados, para asegurarlos contra daños durante el embarque y almacenamiento bajo condiciones normales. El peso de empaque deberá ser acordado por el proveedor y el comprador. TABLA 7 TAMAÑO Y LONGITUDES ESTANDAR a Longitudes estándar, en pulgadas b Tamaños estándar. Diámetro del núcleo del alambre, en pulgadas 1/16 5/64 3/32 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16 a b c d

D.02

(0.063)C (0.078)C (0.094)C (0.125) (0.156) (0.188) (0.219) (0.250) (0.313)C

Clasificaciones E6010, E6011 E6012, E6013 E7014, E7015 E7016, E7018

Clasificaciones E6020, E7024 E6027, E7028

9 9 ó 12 12d 14 14 14 ó 18 18 18 18

... ... 12 14 14 14 ó 18 18 18 18

Ver equivalencias métricas. En todos los casos, la cola del electrodo es estándar. Estos diámetros no se fabrican en todas las clasificaciones de electrodos (ver Tabla 8). Solamente 12 ó 14 pulgadas de longitud para la especificación E7018.

Marcas

(14)

D.02.a (14.1)

Todos los empaques deberán estar legiblemente marcados con la siguiente información:

D.02.a.1 Clasificación de electrodo y número de especificación. (14.1.1)

D.02.a.2

Nombre del proveedor, marca industrial y número de Control.

(14.1.2)

D.02.a.3 (14.1.3)

Tamaño y peso neto.


D.02.b (14.2)

19

Todos los empaques de electrodos o todas las unidades empacadas individualmente, incluidas dentro de un paquete más grande, deberán llevar la siguiente etiqueta de precaución, como mínimo, prominentemente expuesta y con letra legible:

PRECAUCION LA SOLDADURA PUEDE PRODUCIR HUMOS Y GASES PELIGROSOS PARA LA SALUD. EVITE INHALAR ESTOS HUMOS Y GASES. USE VENTILACION ADECUADA. VER EL ESTANDAR Z49.1 DE LOS ESTADOS UNIDOS DE AMERICA "SAFETY IN WELDING AND CUTTING" PUBLICADO POR LA AMERICAN WELDING SOCIETY

D.03

Identificación de electrodos

(15)

D.03.a

Todos los electrodos deberán ser identificados de acuerdo con lo siguiente:

(15.1)

D.03.a.1 Cuando menos una impresión legible de la clasificación AWS correspondiente, (15.1.1) se deberá aplicar sobre el revestimiento del electrodo, tan cerca como sea práctico, de la cola de sujeción del núcleo del alambre y dentro de las primeras 2½ pulg. D.03.a.2 Los números marcados de la clasificación del electrodo deberán ser del tipo de (15.1.2) letra negra y de suficiente tamaño para ser legibles. D.03.a.3 La tinta usada para la impresión deberá proporcionar suficiente contraste con (15.1.3) el revestimiento del electrodo, de tal forma que los números de la clasificación de los electrodos sean legibles antes y después de las aplicaciones normales de soldadura. D. 03.a.4 El prefijo letra E en la clasificación del electrodo deberá omitirse de la marca (15.1.4) en la cubierta del electrodo. D.04

Garantía

(16)

D.04.a (16.1)

El proveedor deberá garantizar que los electrodos en todos los tamaños y clasificaciones concuerden con esta especificación. La responsabilidad del proveedor se limitará a reemplazar el electrodo que no cumpla con los requisitos de esta especificación.

20


E

PRUEBAS PARTE 2 DETALLES DE PRUEBA

E.01

Detalles de pruebas

(17)

E.01.a (17.1)

E.01.b (17.2)

E.02

Las pruebas señaladas en el inciso (5) "Composición Química" y 6 "Uso de Pruebas Mecánicas y de Sanidad" deberán efectuarse de acuerdo con los requisitos del inciso (20) "Análisis Químico" al inciso (24) "Prueba de Soldadura de Filete", inclusive, de la Parte 2. Las pruebas mecánicas deberán hacerse de acuerdo con los requisitos de la Tabla 8 para cada tamaño y clasificación de electrodo, usando las posiciones de soldadura y tipos de corriente indicados. Todos los detalles de prueba deberán cumplir los requisitos de la Parte 2. Material para placas de prueba

(18)

E.02.a (18.1)

El acero usado para las placas de prueba para todas las pruebas requeridas y análisis químicos deberán estar de acuerdo con las siguientes especificaciones o sus equivalentes:

E.02.a.1 Especificación A285, Placas de Acero al Carbono de Resistencia de Tensión (18.1.1) Baja e Intermedia, de Calidades para Hogares de Calderas y para Bridas (Placas de 2 pulg. y de menor espesor), Grado C. E.02.a.2 Especificación A283, para Placas de Acero al Carbono para Resistencia de (18.1.2) Tensión Baja e Intermedia, de Calidad Estructural, Grado D. E.02.a.3 Especificación A36, para Acero Estructural. (18.1.3)

E.03

Acondicionamiento de electrodos para prueba

(19)

E.03.a (19.1)

Los electrodos deberán ser probados en la condición de recibido, excepto en el caso de las clasificaciones de electrodos de bajo hidrógeno (E7015, E7016, E7018 y E7028). Los electrodos de bajo hidrógeno, si no han sido adecuadamente protegidos contra humedad en su almacenamiento, deberán ser mantenidos en un horno a una temperatura de 500 a 700ºF por un periodo de 2 horas, previo e inmediato a la soldadura.


E.04

21

Análisis químico

(20)

E.04.a (20.1)

E.04.b (20.2)

Las muestras para análisis químico del metal de soldadura depositado deberán ser obtenidas de electrodos de tamaños 5/32 y 1/4 de pulg. especificados en la Tabla 2, usando los tipos de corriente indicados para esa clasificación y tamaño en la Tabla 8. Las muestras para análisis químico pueden obtenerse por uno de estos métodos:

E.04.b.1 El análisis químico del cojincillo de prueba especificado en los párrafos (20.3) al (20.2.1) (20.5) . E.04.b.2 Cualquier método adecuado, considerando que produzca resultados (20.2.2) equivalentes a los obtenidos del cojincillo de soldadura especificado en los párrafos (20.3) al (20.5). E.04.b.3 En caso de controversia, las muestras para análisis químico deberán ser (20.2.3) obtenidas de cojincillos de prueba de soldadura, como se especifica en los párrafos (20.3) al (20.5) . E.04.c (20.3)

Los cojincillos de soldadura deberán hacerse en posición plana, de acuerdo a las siguientes dimensiones. Tamaño del electrodo, en pulgadas 5/32 1/4

E.04.d (20.4)

E.04.e (20.5)

E.04.f (20.6)

Tamaño del cojincillo, en pulgadas 1½ por 1½ por ½ 2 por 2 por ½

Los cojincillos deberán depositarse en capas. El ancho de cada paso de cada capa debe medir 1 1/2 a 2 1/2 veces el diámetro del núcleo del alambre. Después de depositar cada capa, el cojincillo deberá ser enfriado por inmersión en agua (la temperatura no tiene importancia) secándolo antes de reanudar la soldadura. La superficie superior del cojincillo deberá ser quitada y desechada, tomando una muestra suficiente para análisis de manera que no se remueva metal en 1/4 pulg. a partir de la superficie de la placa base. Los análisis químicos pueden hacerse por cualquier método adecuado convenido por el proveedor y el comprador. En caso de controversia, el procedimiento en la última edición del ASTM Standard Methods E30, para el Análisis Químico de Acero, Hierro Fundido, Hierro del Hogar Abierto y de Hierro Forjado, deberá ser el método de arbitraje.

22

E.05


Prueba radiográficas

(21)

E.05.a (21.1)

E.05.b (21.2)

E.05.c (21.3)

E.05.d (21.4)

E.05.e (21.5)

E.05.f

Los ensambles de prueba, según se requieren en la Tabla 8 y se detallan en la Fig. 4, deberán hacerse en posición plana, usando los tipos de corriente indicados para cada tamaño de electrodo (ver Fig. 1 para Posición de Soldadura). Cuando una clasificación de electrodo permite su uso con más de un tipo de corriente, el electrodo deberá probarse usando cada tipo de corriente. El ensamble de prueba deberá ser punteado y estar aislado del banco de soldadura por una placa de asbesto de 1/2 pulg. durante el proceso de soldadura. La soldadura deberá iniciarse con el ensamble a la temperatura de abrigo (65ºF mínimo) y continuarse hasta alcanzar una temperatura de interpaso de 300 ± 25ºF (medida por crayones indicadores o termómetros de superficie en el punto especificado en la Fig. 4). Esta temperatura de interpaso deberá mantenerse durante el proceso de soldadura. El procedimiento de soldadura deberá ser el indicado en el inciso (21.3). La secuencia de paso deberá ser como se muestra en la Fig. 4. Cada paso deberá incluir cuando menos un electrodo de arranque y paro dentro de la longitud de soldadura, la cual debe cumplir los requisitos radiográficos (ver 21.8). La dirección de la soldadura para cada electrodo usado para completar un paso no variará; sin embargo puede alternarse la dirección de la soldadura para diferentes pasos. Si es necesario interrumpir el procedimiento de soldadura prescrito en el inciso (21.3), debe permitirse que el ensamble se enfríe al aire, a la temperatura de abrigo. Cuando se disponga a reanudar el trabajo, el ensamble deberá precalentarse a una temperatura de 300 ± 25ºF. El procedimiento usado para completar la soldadura debe ser el indicado en inciso (21.3). No debe efectuarse tratamiento térmico al ensamble de prueba subsecuente a la operación de soldadura. El ensamble debe ser preparado por examen radiográfico, como sigue:

(21.6)

E.05.f.1 (21.6.1)

Las ondas de soldadura o las irregularidades de superficie en ambas caras de la soldadura, deberán quitarse por cualquier proceso mecánico adecuado, a un grado tal, que el resultado radiográfico contraste exactamente para cualquier irregularidad que permanezca y no pueda ocultarse ni ser confundida con


23

FIG. 4. DETALLES DEL ENSAMBLE DE PRUEBAS, PARA LA PRUEBA RADIOGRAFICA, LA PRUEBA DE TENSION DEL PURO METAL DE SOLDADURA Y PARA LA PRUEBA DE IMPACTO Tamaño del electrodo pulg.

Espesor del respaldo pulg.

Trama total por número de capas

5/32 3/16 1/4 y 5/16

1/4 1/4 1/2

1 1y2 1, 2 y 3

División de la trama en la ranura Pasos Número de capas por capa 2 a la parte superior 3 a la parte superior 4 a la parte superior

2 2 2

(a) Ensamble de prueba que muestra la localización de las probetas de prueba.

(b) Orientación de la probeta de impacto.

(c)

Localización de la probeta del puro metal del soldadura para la prueba de tensión.

Número de capas 7a9 6a8 5a7

24


Long calibrada

Extremos resaltados o cuadrados; Dimensiones para extremos roscados.

FIG. 5. DETALLE DE LA PROBETA PARA LA PRUEBA DE TENSION DEL PURO METAL DE LA SOLDADURA.


25

cualquier defecto rechazable. También, las caras de soldadura deberán limarse hasta que se emparejen con la superficie de la placa. El acabado de la superficie de refuerzo de la soldadura puede ser pulido al ras de la placa, o tener un refuerzo razonablemente uniforme, que no exceda de 3/32 pulg. E.05.f.2

El respaldo deberá ser removido previamente a la ejecución de la radiografía.

(21.6.2)

E.05.g (21.7)

E.05.h (21.8)

E.06

Las radiografías deberán obtenerse conforme al nivel de inspección 2–2T, tal como se estipula en el ASTM, Método E 142, para "Control de Calidad de Pruebas Radiográficas". Cuando se valoran las radiografías tomadas, deberá desecharse una pulgada de longitud en ambos extremos de las pruebas de soldadura. Prueba de tensión de puro metal de soldadura

(22)

E.06.a (22.1)

E.06.b (22.2)

E.06.c (22.3)

E.07

Una probeta para prueba de tensión de puro metal de soldadura, como se muestra en la Fig. 5, deberá maquinarse del mismo ensamble de prueba (Fig.4) que haya sido examinado radiográficamente. Para todas las clasificaciones de electrodos, excepto las clasificaciones de bajo hidrogeno (E7015, E7016, E7018 y E7028), la probeta maquinaria deberá ser envejecida entre 200 y 220ºF durante 48 ± 2 horas. La probeta deberá entonces enfriarse a la temperatura de abrigo y sujetarse a tensión hasta ruptura. La probeta maquinada de la clasificación de bajo hidrógeno no deberá envejecerse antes de su ruptura. La probeta para prueba de tensión de puro metal de soldadura deberá probarse de acuerdo con ASTM Método. E 8, "Pruebas de Tensión para Materiales Metálicos". Prueba de impacto

(23)

E.07.a (23.1)

E.07.b

Cinco probetas ranura en V para prueba de impacto, como se muestra en la Fig. 6, deberán maquinarse del mismo ensamble de la prueba (Fig. 4), que haya sido examinado radiográficamente. No deberá efectuarse tratamiento térmico sobre las probetas de prueba.

(23.2)

E.07.c (23.3)

Las probetas de impacto deberán probarse de acuerdo con los ASTM Standard

26


Methods E23, para "Prueba de Impacto para Barra Ranurada de Materiales Metálicos”. E.07.d (23.4)

E.07.e (23.5)

E.08

Las propiedades de impacto de las cinco probetas deberán ser obtenidas a la temperatura de prueba especificada en la Tabla 5 para la clasificación que está probándose. La tolerancia en la temperatura deberá ser de ± 3ºF. Cuando se han calculado los valores promedio de las Propiedades de Impacto, deberán descartarse el valor inferior y el valor superior obtenidos. Prueba de soldadura de filete

(24)

E.08.a (24.1)

E.08.b (24.2)

E.08.c (24.3)

E.08.d (24.4)

E.08.e (24.5)

El ensamble de prueba, como se exige en la Tabla 8 y como se detalla en la Tabla 9 y Fig. 7, debe efectuarse usando el tipo de corriente indicado para cada tamaño de electrodo y posición de soldadura (ver Fig. 2 para Posiciones de Soldadura). Cuando una clasificación de electrodo permita su uso con más de un tipo de corriente, el electrodo deberá ser probado usando cada tipo de corriente. Las placas de prueba deberán ser ensambladas como se muestra en la Fig. 7. Ambos extremos de las placas deberán estar aseguradas por soldadura de puntos. Antes del ensamble, el miembro vertical (alma) deberá tener un borde maquinado en toda su longitud, de tal forma que cuando el alma se coloque sobre la placa de la base (patín), la cual debe estar recta y lisa, existirá un contacto continuo a lo largo de toda la longitud de la junta. Un cordón de soldadura de un solo paso deberá ser depositado sobre un lado de la junta por aproximadamente la longitud total de las placas de prueba. La temperatura mínima del ensamble durante el proceso de soldadura deberá ser 65ºF. Cuando menos un electrodo (y tantos como lo permita la longitud de la soldadura) deben ser continuamente consumidos hasta la máxima longitud permisible de 2 puIg. del electrodo. Cuando se suelde en posición vertical, la soldadura debe progresar en forma ascendente. La soldadura de filete debe ser depositada usando velocidades de soldadura compatibles con la clasificación del electrodo sujeto a prueba, excepto para las clasificaciones E6020, E6027, E7024 y E7028. Las siguientes velocidades mínimas de soldadura (pulgadas por minuto) deben ser empleadas para estos electrodos.


Clasificación AWS

27

Tamaño del electrodo en pulgadas 5/32

3/16

1/4

Velocidad de soldadura, pulg. por minuto E6020 E6027 E7024 E7028

E.08.f (24.6)

E.08.g (24.7)

E.08.h (24.8)

}

7 9 10

8 11 10

9 11 10

La soldadura terminada deberá examinarse antes Visualmente. Después, una macrosección de una pulgada de ancho, aproximadamente, debe cortarse desde un punto aproximadamente de 1 pulg. atrás del final del cráter del depósito efectuado con el primer electrodo. Una superficie de la macrosección debe ser pulida, decapada y trazada como se muestra en la Fig. 8. El tamaño, convexidad (de los filetes de soldadura convexos) y la longitud de los catetos del filete de la soldadura deben ser determinados con una aproximación de 1/64, pulg. por medición directa de la macrosección pulida y decapada (ver Fig. 8). Las dos secciones restantes de la junta deberán romperse longitudinalmente a través del cordón de soldadura mediante la aplicación de una fuerza en la dirección que se muestra en la Fig. 7. Se deben examinar las superficies fracturadas. Si durante el doblado, la soldadura se desprende de la placa de prueba, esta prueba no debe ser considerada. Si fuera necesario facilitar la fractura, uno o más de los siguientes procedimientos pueden ser usado:

E.08.h.1 Se puede añadir una soldadura de refuerzo, como muestra la Fig. 9 (a) a cada (24.8.1) cateto de la soldadura. E.08.h.2 Se puede cambiar la posición del alma sobre la brida como se muestra en la (24.8.2) Fig. 9 (b). E.08.h.3 La cara de la soldadura puede ser ranurada como se muestra en la Fig. 9 (c). (24.8.3)

28


FIG. 6. DETALLE DE LA PROBETA CON RANURA EN V PARA, LA PRUEBA DE IMPACTO Aprox. 1 pulg. Cortar aquí para macrosección Extremo del depósito hecho con el primer electrodo

Fuerza de fractura Alma 3” min.

Patín 3” min.

NOTA: Ver Tabla 9 para valores de T y L.

El patín debe ser recto y en contacto total con el borde lateral maquinada del alma a lo largo de toda su longitud para asegurar una sujeción óptima.

FIG. 7. PREPARACION DEL ESPECIMEN DE PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE


29

Garganta efectiva Convexidad Garganta teórica

Garganta teórica

Cateto del filete

NOTA.

Tamaño de la soldadura de filete = longitud del cateto de un triángulo recto isósceles inscrito. El tamaño de la soldadura de filete, convexa, v la longitud del cateto se debe determinar por la medida efectiva (aproximar a 1/64 pulg. sobre una sección dibujada sobrepuesta como se indica).

FIG. 8. DIMENSIONES DE LA SOLDADURA DE FILETE

Fuerza de fractura

Fuerza de fractura

Soldaduras de refuerzo 3/4

Ancho del patín

Patín Patín

(a) Soldadura reforzada

(b) Soldadura desplazada

Patín

FIG. 9. ALTERNATIVA DE METODOS PARA FACILITAR LA FACTURA DE LA SOLDADURA DE FILETE

30


TABLA 8 RESUMEN DE PRUEBAS MECANICAS REQUERIDAS a

Clasificación AWS

E6010

E6011

E6012

E6013

Electrodo

bc

Prueba radiográfica Prueba de tensión de puro bd metal de soldadura

Prueba be impacto

Prueba de f soldadura de filete

3/32, 1/8 5/32, 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere F no requiere F F

no requiere F no requiere F no requiere

no requiere V y OH no requiere H no requiere

3/32, 1/8 5/32, 316 7/32 1/4 5/16

no requiere F no requiere F F

no requiere F no requiere F no requiere

no requiere V y OH no requiere H no requiere

1/16 a 1/8, incl. 5/32, 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere Fg no requiere Fg Fg

no requiere no requiere no requiere no requiere no requiere

no requiere V y OH no requiere H H

1/16 a 1/8 incl. 5/32, 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere Fg no requiere Fg Fg


no requiere V y OH no requiere H H

Corriente y polaridad

C.D. polaridad invertida

C.A. y C.D. polaridad invertida

C.A. y C.D. polaridad directa

C.A. y C.D. ambas polaridades

Tamaño

{ { { {


31

TABLA 8 (CONTINUA)

Clasificación AWS

E7014

E7015

E7016

Electrodo

bc



C.D. polaridad invertida



Prueba be impacto


3/32,1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere Fg Fg no requiere Fg Fg

no requiere no requiere no requiere no requiere no requiere no requiere

no requiere V y OH H no requiere H H

3/32, 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere F F no requiere F F

no requiere F F no requiere F no requiere

no requiere V y OH H no requiere H no requiere

3/32, 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16




Tamaño

{ { {

32


TABLA 8 (CONTINUA)

Clasificación AWS

Electrodo

Prueba be impacto

Prueba f soldadura de filete

3/32, 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16




1/8 5/32, 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere g F no requiere g F g F


no requiere H no requiere H no requiere

3/32, 1/8 5/32, 3/16 7/32 1/4 5/16





E7018

C.A y C.D. polaridad invertida

E6020

Para filetes horizontales: C.A. y C.D. polaridad directa. Para posición plana: C.A. y C.D. ambas polaridades

E7024

bc



Tamaño

{

{ {


33

TABLA 8 (CONTINUA)

Clasificación AWS

E6027

E7028

a

b c d e f g h

Electrodo

bc


Prueba be impacto


1/8 5/32, 3/16 7/32. 1/4 5/16


no requiere g F no requiere g F no requiere


1/8 5/32, 3/16 7/32 1/4

no requiere F no requiere F

no requiere F no requiere F

no requiere H no requiere H

Corriente y polaridad Para filetes horizontales: C.A. y C.D. polaridad directa. Para posición plana: C.A. y C.D. ambas polaridades


Tamaño

{ {

Para electrodos menores de 5/32 pulg. y para electrodos de 7/32 pulg., las pruebas especificadas requerirán modificación detallada: tales tamaños pueden ser juzgados de los resultados de prueba en los tamaños 5/32 y 1/4 pulg., respectivamente. a Las advertencias F, H, V, OH están definidas al pie de la nota de la tabla 1. Ver (8.1.1) y (21) “Pruebas Radiográficas”. Ver (8.1.2) y (22) “Prueba de Tensión de Puro Metal de Soldadura”. Ver (8.1.3) y (23) “Prueba de Impacto”. Ver (8.1.4) y (24) “Prueba de Soldadura de Filete”. C.D., sólo polaridad positiva puede usarse donde se especifiquen C.D. con ambas polaridades. No se requieren pruebas radiográficas para esta clasificación.

34


TABLA 9 REQUISITOS PARA LA PREPARACION DE ENSAMBLES DE PRUEBA DE SOLDADURA DE FILETE

Tamaño de placa, en pulgadas

a

Clasificación AWS

Tamaño de electrodo

Espesor (T)

Anchura mínima

Longitud mínima b (L)

Posición de soldadura

Tamaño de la soldadura de filete, pulg.

E6010 y E6011 ........

3/32 y 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere 3/8 3/8 no requiere 1/2 no requiere

... 3 3 ... 3 ...

... 12 12 ... 18 ...

... V y OH V y OH ... H ...

... 1/4 máx. 5/16 máx. ... 1/4 mín. ...

1/16 a 1/8, incl. 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere 3/8 1/2 no requiere 1/2 1/2

... 3 3 ... 3 3

... 12 12 ... 18 18

... V y OH V y OH ... H H

... 1/4 máx. 3/8 máx. ... 5/16 mín. 5/16 mín.

3/32 y 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16

no requiere 3/8 3/8 no requiere 1/2 1/2

... 3 3 ... 3 3

... 12 12 ... 18 18

... V y OH H ... H H

... 5/16 máx. 1/4 máx. ... 5/16 mín. 5/16 mín

E6012 y E6013 ........

E7014 ........

{ { {


35

TABLA 9 (CONTINUA)


a

Clasificación AWS


Espesor (T)

Anchura mínima




E7015y E7016 ........

3/32 y 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16


... 3 3 ... 3 ...

... 12 12 ... 18 ...

... V y OH H ... H ...

... 5/16 máx. 3/16 mín. ... 5/16 mín. ...

3/32 a 1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16


... 3 3 ... 3 ...

... 12 12 ... 18 ...

... V y OH H ... H ...

... 5/16 máx. 1/4 mín. ... 5/16 mín. ...

1/8 5/32 3/16 7/32 1/4 5/16


... 3 3 ... 3 3

... 12 12 ó 18c ... 18 ...

... H H ... H ...

... 5/32 mín. 3/16 mín. ... 5/16 mín. ...

E7018 ...........

E6020 ...........

{ { {

36


TABLA 9 (CONTINUA)


a b

c

d e

Clasificación AWS


E7024, E6027 y E7028 ........

3/32 y 1 /8 5/32 3/16 7/32 1/4 e 5/16

d

{

a

Espesor (T)

Anchura mínima





... 3 3 ... 3 ...

... 12 c 12 ó 18 ... 18 ...

... H H ... H ...

... 3/16 mín. 1/4 mín. ... 5/16 mín. ...

Ver Fig. 7; también ver Equivalencia métrica. En el caso de que el extremo del deposito de soldadura hecho con el primer electrodo, esté más cerca de 4 pulg. del extremo de la placa de prueba, se puede utilizar un apéndice de iniciación o una placa de prueba más larga. Cuando se usen electrodos de 14 pulg., la longitud debe ser de 12 pulg., cuando sean electrodos de 18 pulg., la longitud mínima debe ser de 18 pulg. Clase E7024 solamente. Clase E6027 y E7024 solamente.


37

APENDICE A1

Guía para la clasificación AWS de electrodos. Recomendaciones de uso. Introducción

A1.1

Esta guía se anexa a la especificación como una fuente de información, no es obligatoria ni forma parte de la especificación.

A1.2

Las aplicaciones del proceso de soldadura de arco–metálico protegido han continuado su crecimiento y el consumidor ha hecho constantes demandas sobre la industria del electrodo para numerosos refinamientos, a modo que los electrodos cumplan sus requisitos actuales.

A1.3

La especificación, de la cual esta guía es un suplemento, está dividida en dos partes. La Parte 1 describe las características de los electrodos y da los requisitos generales. La Parte 2 da los detalles de las pruebas.

A1.4

Método de clasificación. El sistema de clasificación usado en la especificación sigue el patrón establecido. Con la letra E se designa un electrodo. Los primeros dos dígitos, 60 por ejemplo, indican la mínima resistencia a la tensión en 1 000 lbs/pulg2 del metal depositado en condición de soldadura. El tercer dígito indica la posición en la cual el electrodo es capaz de producir soldaduras satisfactorias. Así, el número "1", como en E6010, significa que el electrodo es satisfactorio para usarse en todas las posiciones (plana, vertical, sobre cabeza y horizontal). El número "2", como en E6020, indica que el electrodo es el adecuado para depositar soldaduras satisfactorias en la posición plana y para hacer filetes de soldadura horizontales. El último dígito de la clasificación indica la corriente a ser usada con el electrodo y el tipo de revestimiento sobre el electrodo, tal como se indica en la Tabla 1.

A1.4.1

En ediciones previas a esta especificación, algunos electrodos fueron (1964) incluidos en dos clasificaciones (esto es, E6014 y E7014, E6015 y E7015, etc.). Sin embargo, todos los proveedores de electrodos distribuían solamente un electrodo, conforme a ambas clasificaciones. Las únicas diferencias entre la presente serie E60 y la serie E70 son de composición química y de

38


propiedades mecánicas, corno se muestra en las Tablas 2 y 4. Para muchas aplicaciones pueden utilizarse los electrodos de cualquier serie. A1.4.2

Los electrodos, sin importar la marca industrial, que reúnen todos los requisitos de cualquier clasificación dada, puede esperarse que tengan mejores características, las cuales son muy similares, si no idénticas. Hay diferencias menores entre las marcas debidas a su facilidad de producción y a las varias opiniones que existen en cualquier campo, considerando las características específicas de operación.

A1.4.3

Puesto que los electrodos comprendidos en una clasificación tienen similares propiedades mecánicas y características de operación similares, el consumidor puede, después de determinar la clasificación que mejor responde a su aplicación, limitar su estudio de electrodos disponibles hacia aquellos que están dentro de esa clasificación.

A1.4.4

Esta especificación no tratará todas las características de los electrodos que estén dentro de una clasificación dada, pero si se espera que valúe las de mayor importancia. En algunos casos, una característica particular es común a un número de clasificaciones y no es necesario probarla. En otros casos, las características pueden ser de tal especie intangibles, que no se ha desarrollado una prueba adecuada para valuarlas. Como resultado de esta condición, un nuevo usuario en el campo puede encontrar que el estudio de esta especificación no le da toda la información que necesita para determinar la clasificación que más llene sus necesidades particulares. Por esta razón, deberá prepararse un estudio de cada clasificación involucrada. Con ello se intentará suplementar la información dada en la especificación y presentar un resumen conciso de características de los electrodos que generalmente se consideran más importantes.

A1.5

Ventilación durante la soldadura

A1.5.1

Los tres principales factores en los procesos de soldadura con gas y arco en los que predomina una intensidad de contaminación y a la cual los soldadores pueden exponerse, son:

A1.5.1.1

Dimensiones del lugar en el cual se efectúa la soldadura (con especial consideración a la altura del techo).

A1.5.1.2

Número de soldadores.


39

A1.5.1.3

Posible producción de humos, gases o polvos peligrosos de acuerdo a los metales involucrados.

A1.5.2

El Estándar U.S.A. Z49,1, "Safety in Welding and Cutting" señala la ventilación que es requerida durante el proceso de soldadura y deberá consultarse para mayores detalles. Se debe poner especial atención a la Sección 8 "Protección de la Salud y Ventilación".

A1.6

Procedimientos de soldadura. Deberá admitirse que las propiedades de soldadura pueden variar mucho, según el tamaño del electrodo y el amperaje usado, espesor de la placa, geometría de la junta, precalentamiento y temperatura de interpaso, condición de superficie, composición del metal base y mezcla con el metal depositado, etc. Debido al profundo efecto de las variables, se seleccionó un procedimiento de prueba, el cual reproducirá una "buena práctica" para condiciones de soldadura razonablemente buenas y al mismo tiempo disminuirá el efecto de la variable más potente sobre las propiedades, principalmente, la temperatura de interpaso.

A1.6.1

Desde 1964 se introdujo un nuevo procedimiento de soldadura relativo al control de la temperatura de interpaso en lugar del de la temperatura de intercapa –y enfriamiento al aire– en vez de los tradicionales "cinco minutos en agua hirviendo”. Las razones de estos cambios fueron como sigue:

A1.6.1.1

Para ser congruentes con los procedimientos de soldadura incluidos en las especificaciones de electrodos revestidos para soldadura de arco–metálico protegido con gas y los electrodos para soldadura de arco–sumergido.

A1.6.1.2

Los procedimientos empleados para hacer placas de prueba con equipo de soldadura, automática, la convierten en impracticable e incómoda si las placas de prueba se quitaran de la posición donde se sueldan para sumergirlas en agua hirviendo.

A1.6.1.3

Es posible una comparación directa entre las propiedades mecánicas de las soldaduras obtenidas, usando diferentes procesos, esto es, soldadura manual de arco–metálico protegido con gas, y soldadura de arco sumergido.

A1.6.1.4

Para eliminar todas las posibilidades de adición inadvertida de hidrógeno en la soldadura, lo cual puede ocurrir con la técnica de agua hirviendo.

40


A1.6.1.5

Para hacer procedimientos de soldadura con placas de prueba más congruentes con las prácticas industriales comunes.

A1.6.2

Deberá reconocerse, sin embargo, que las prácticas de producción pueden inducir a temperaturas de interpaso que van desde el subenfriamiento hasta muchos cientos de grados, y que no puede elegirse alguna temperatura para pruebas representativas de todas las condiciones de producción. Las propiedades de las soldaduras de producción pueden variar, por consiguiente, según las condiciones particulares de la soldadura, y no pueden duplicar ni aún aproximarse a los valores de la lista, prescritos para pruebas de soldaduras. Por ejemplo, la ductilidad de los filetes de un solo paso o soldaduras en placa pesada hechos en exteriores, con clima frío, puede caer hasta un poco más de la mitad de las cifras listadas y normalmente obtenidas. Esto no indica que los electrodos o las soldaduras sean inferiores a lo normal, más bien, señala que las condiciones particulares de producción son más severas que las condiciones de prueba prescritas.

A1.6.3

Puede notarse que la Tabla 4 (notas (c) y (d) al pie de la página), proporciona valores más bajos para el límite de fluencia y para la resistencia de tensión, o para ambos, cuando se obtienen valores más altos de elongación. Es creíble que esta aproximación es más realista y se acerca más a los resultados obtenidos cuando los electrodos se utilizan en la producción.

A1.7

Envejecimiento. Otro factor que tiene relación con la ductilidad de los depósitos de soldadura, es el tiempo. Los depósitos diferentes de los electrodos de bajo hidrógeno (E7015, E7016 y E7018 y E7028) contienen cantidades significativas de hidrógeno. Este gas escapa gradualmente con el tiempo, la mayor parte en 2 ó 4 semanas a la temperatura de abrigo o en 24 a 48 horas a 200 y 220ºF. Al escapar el hidrógeno, el límite de fluencia, la resistencia de tensión y la resistencia al impacto permanecen relativamente sin cambio y la ductibilidad del metal de soldadura aumenta hacia sus valores inherentes y llega a ser más consistente en pruebas duplicadas. Por ello, para obtener el nivel de ductilidad inherente en pruebas de soldadura, evitar discrepancias en las pruebas y mostrar buenos resultados de servicio, la


41

especificación exige el envejecimiento de las barras de prueba a 200 y 2200F durante 48 horas, antes de sujetarlas a la prueba de tensión. A1.7.1

Anteriormente, no se especificaban el tiempo de envejecimiento permisible ni la temperatura; era práctica común permitir el envejecimiento natural antes de estirar las barras de tensión. Actualmente se hace el envejecimiento, a fin de medir las propiedades de las soldaduras de manera rápida, reproductible y especificada.

A1.8

Clasificación de pruebas. En adición a la introducción de un nuevo procedimiento de soldadura, existen nuevas series de pruebas para clasificación. Los cambios individuales y su relación con las pruebas requeridas anteriormente, son como sigue:

A1.8.1

La prueba de doblez guiado fue reemplazada por una prueba radiográfica, para medir la sanidad del depósito de soldadura. El metal de soldadura depositado por un electrodo capaz de reunir los demás requisitos de esta especificación, siempre reunirá los requisitos del doblado guiado considerando que es radiográficamente sano; de ahí que se cancelaran los requisitos de la prueba de doblez.

A1.8.2

La prueba de soldadura de filete reemplazó a la prueba de apariencia de la soldadura de filete como medio para demostrar el uso de un electrodo. Esta nueva prueba incorporó todos los requisitos de la prueba de apariencia; por ejemplo, contorno y apariencia de la superficie de soldadura, socavado, traslapo, fracturas de la soldadura, tamaño de ésta. En suma, proporciona un método excelente y barato para determinar el alcance y la penetración hasta la raíz de la soldadura de filete, que es un factor importante que contribuye al buen uso de un electrodo.

A1.8.3

Por primera vez se incluyeron en la especificación los requisitos mínimos obligatorios de resistencia al impacto. En general, todas las clases de electrodos comprendidas en esta especificación pueden depositar metal de soldadura con suficiente baja temperatura y resistencia a la tenacidad, de acuerdo a la prueba de ranura en la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo a veces se especifican requisitos al impacto de baja temperatura para aceros, y cuando éstos se sueldan, es recomendable especificar depósitos de soldadura con propiedades comparables de impacto. Con la inclusión

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de requisitos mínimos de impacto para ciertas clases de electrodos en la parte obligatoria de la especificación, esta especificación puede usarse como guía para seleccionar electrodos donde las propiedades de impacto de baja temperatura son específicamente requeridas por el acero. Nótese que los valores son para probetas con ranuras agudas en V y esos valores no deberán confundirse con los valores de corte de ojo. Para un electrodo dado, puede haber considerables diferencias entre los resultados de la prueba de impacto, a menos que se dé particular atención al procedimiento de soldado, preparación de la muestra, temperatura de la prueba, y operación de la máquina de prueba. A1.8.4

Como se indica en A1.8.1 y A1.8.2, las características de operación y uso en las variadas posiciones se miden por las pruebas radiográficas y las de soldadura de filete. En este último caso, es necesario obtener una forma adecuada del filete de soldadura, así como la debida fusión en la raíz. Cualquier electrodo que reúna los requisitos de prueba de la soldadura de filete y que posea las propiedades mecánicas adecuadas, medidas por la prueba de tensión del puro metal de soldadura, proporcionará la debida resistencia al esfuerzo cortante de la soldadura de filete.

A1.9

Acondicionamiento del electrodo. En vista de los efectos nocivos que el hidrógeno puede tener en la soldadura, como se indicó, y considerando que una fuente potencial de este hidrógeno es la humedad en los revestimientos del electrodo, es necesario el almacenamiento y tratamiento adecuado de los electrodos, para obtener resultados óptimos.

A1.9.1

Los electrodos se fabrican de manera que el nivel de humedad, compatible con el tipo de revestimiento y la clase de resistencia del electrodo, se toma en cuenta para la fabricación del revestimiento. Estos electrodos se empacan normalmente en envases diseñados para proporcionar el grado de protección adecuado para el tipo de revestimiento de que se trate.

A1.9.2

Bajo condiciones apropiadas de almacenamiento (temperatura normal de abrigo, 50% de humedad máxima relativa o en horno de almacenamiento) los electrodos pueden mantenerse por muchos meses. Sin embargo, si los


43

recipientes originales son dañados, se almacenan inadecuadamente, o por alguna razón los electrodos se exponen a condiciones de alta humedad, los revestimientos de los electrodos pueden absorberla excesivamente. A1.9.3

Si hay posibilidad de que los electrodos se hayan humedecido excesivamente pueden renovarse por horneado, tal como se indica en la Tabla A1. El nuevo horneado se puede requerir también citando los electrodos de bajo hidrógeno, comprados en paquetes sellados no herméticos, se van a usar para soldaduras de aceros endurecibles (de aleación y alto carbono).

TABLA A1 ALMACENAMIENTO TIPICO Y CONDICIONES DE REHORNEADO PARA ELECTRODOS DE ACERO DULCE REVESTIDOS PARA LOS PROCESOS DE SOLDADURA DE ARCO Condiciones de almacenamiento Temperatura normal al abrigo

Clasificación AWS

Temperatura de rehorneado a

80ºF ± 20ºF 20 a 60 % de humedad relativa

Los proveedores deberán de ser consultados para el almacenamiento y las condiciones de rehorneado.

E6012, E6013 E6020, E6027 E7014, E7024

80ºF ± 20ºF 20 a 50 % máx. de humedad relativa

20 a 40ºF superior a la temp. ambiente

275 ± 25ºF, 1 hr. a esa temperatura

E7018, E7028

80ºF ± 20ºF 50 % máximo humedad relativa



E7015, E7016

80ºF ± 20ºF 50 % máximo humedad relativa



E6010, E6011

}

a

Hornos de Almacenamiento

Debido a las diferencias de fabricación, los proveedores de estos electrodos deben ser consultados para las condiciones exactas de rehorneado.

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A1.9.4

Los electrodos de bajo hidrógeno (E7015 y E7016) y los de polvo de hierro– bajo–hidrógeno (E7018 y E7028) son los tipos más críticos para la absorción de humedad. Estos tipos de electrodos con revestimiento inorgánico están diseñados y desarrollados para contener el mínimo (menos de 0.6%) de humedad con sus revestimientos y como tales deben ser manejados con el máximo cuidado.

A1.9.5

Deberá tenerse cuidado al rehornear electrodos del tipo E6010 y E6011, debido a que los revestimientos de estos tipos están diseñados para tener niveles de humedad de 3 a 7% y el secado excesivo puede afectar su operación substancialmente. Se debe consultar a los proveedores de estos electrodos para las condiciones exactas de rehorneado.

A1.10

Núcleo de alambre. El núcleo del alambre para todos los electrodos es usualmente un acero con un revestimiento que tiene una composición tipo de 0.10 % de carbono; 0.45%, de manganeso; 0.03 % de azufre; 0.02 % de fósforo y 0.01 % de sílice. La composición del metal de soldadura depositado de todos los electrodos de acero dulce reunirá los límites dados en la Tabla 2.

A1.11

Revestimientos. Algunas de las clasificaciones tienen cantidades substanciales de polvo de hierro adicionado a sus revestimientos. El polvo de hierro se funde con el núcleo del alambre y los otros ingredientes de la cubierta; el electrodo se funde y se deposita como metal de soldadura, tal como lo hace el núcleo del alambre. Se pueden utilizar altas corrientes, ya que una considerable porción de la energía eléctrica que pasa a través del electrodo sirve para fundir el revestimiento y el polvo de hierro que contiene. El resultado es que los electrodos con el polvo de hierro en su revestimiento, usualmente tienen rangos más altos de depósito que sus contrapartes convencionales.

A1.11.1

Debido al espesor del revestimiento y al profundo hueco producido por el arco, los electrodos que contienen polvo de hierro en su revestimiento pueden utilizarse muy eficazmente con una técnica de "rastrillo". Esta consiste en mantener el revestimiento del electrodo en contacto con la pieza de trabajo (ambos catetos del filete de soldadura) todo el tiempo, para facilitar el manejo.


45

Sin embargo, la técnica de arco abierto es preferible en soldaduras fuera de posición y algunas veces, para hacer soldaduras en ranura. Las pruebas efectuadas hasta la fecha han sido incapaces de mostrar alguna diferencia significativa en las propiedades mecánicas de una técnica sobre la otra. A1.11.2

Se han incluido los electrodos E70XX en esta especificación para reconocer y definir más realmente los niveles de esfuerzos mayores obtenibles con muchos de los electrodos de polvo de hierro y bajo hidrógeno, así como para satisfacer la demanda de la industria para un electrodo sin aleación de 70,000 lbs/pulg2 de resistencia de tensión mínima. A diferencia de la clasificación E70XX en la especificación para electrodos de baja aleación de acero revestido para soldadura de arco, estos electrodos no contienen aleaciones como resultado de una adición prudente (como se define en la Tabla 2). Además, con ellos no se necesita lograr las propiedades mínimas de tensión después de retirar el esfuerzo.

A1.11.3

La Tabla A2 da los límites de corriente satisfactorios para la mayoría de las clases de electrodos. Cuando se usan soldaduras verticales y ascendentes, generalmente se utilizan las corrientes cercanas al límite inferior.

A1.12

Calidad radiográfica de soldaduras. Casi todos los electrodos de acero dulce cubiertos por esta especificación son capaces de producir depósitos de soldadura que reúnen los requisitos de calidad radiográfica, cuando son depositados en cierta forma y bajo ciertas condiciones. Sin embargo, si se aplican incorrectamente, se pueden producir soldaduras no sanas por cualquiera de los electrodos. Para algunas clasificaciones de electrodos, los requisitos radiográficos en la Tabla 3 no son necesariamente indicativos de la calidad radiográfica promedio que se espera para usos de producción.

A1.12.1

Corno regla general y bajo la mayoría de las condiciones, los electrodos de las clasificaciones E6010, E6011 y E6020, puede esperarse que produzcan soldaduras de la mejor calidad radiográfica promedio. Bajo ciertas condiciones, notablemente en soldaduras largas, y juntas continuas en miembros relativamente pesados, las clasificaciones de electrodos de bajo hidrógeno E7015, E7016 y E7018 produciran aún mejores resultados. De otra manera, al final de las juntas, en juntas cortas con muchos finales, en juntas abiertas, y si

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se usan para soldar partes pequeñas livianas con paredes y formas irregulares, tales como tubos de pequeño diámetro, los electrodos de bajo hidrógeno tienden a producir soldaduras de mala calidad radiográfica. En la soldadura de partes pequeñas o de paredes ligeras, los electrodos de la clasificación E6013 usualmente producen la mejor calidad radiográfica. Los electrodos E6027 y E7028 pueden producir tanto una calidad radiográfica muy buena, como resultados inferiores, con alguna tendencia a esto último. De todos los tipos, los electrodos E6012 y E7024 generalmente producen soldaduras con las calidades radiográficas menos favorables. Detalles de pruebas para electrodos de 3/32, 1/8, 7/32 y 5/16 pulg. de diámetro. A1.13

Se pueden utilizar los detalles de prueba dados posteriormente para demostrar las propiedades mecánicas, la sanidad del metal de soldadura depositado y el uso de los electrodos, por cuanto a su tamaño, para los cuales no son obligatorios en estas pruebas, de acuerdo a la Parte 2 de esta especificación. Estos tamaños de electrodos no se prueban normalmente para ver si llenan la especificación, porque las pruebas especificadas en la Parte 2 para tamaños adjuntos a éstos, proveen la suficiente evidencia para conformidad con la especificación, haciéndolas innecesarias para estos tamaños. Se dan estos detalles de prueba para que el comprador de electrodos de estos tamaños, pueda probarlos a su propia opción y costo. Los resultados de estas pruebas deben estar conforme a los requisitos estipulados en la Parte 1 de esta especificación.

A1.13.1

Las muestras para el análisis químico deben obtenerse usando los procedimientos de prueba indicados en el inciso (20) "Análisis Químico", en la Parte 2 de esta especificación.

A1.13.2

El ensamble de prueba para las pruebas radiográficas, de tensión del puro metal de la soldadura y de impacto, puede prepararse como se detalla en la Fig. A1. Cuando una clasificación de electrodo permite su uso con corriente directa o corriente alterna, de cualquier polaridad, el electrodo debe probarse tanto bajo C.D. como en C.A., con la misma polaridad. La corriente directa, con polaridad directa únicamente, puede usarse donde se permiten la C.D. y ambas polaridades para una clasificación de electrodo. El ensamble de prueba debe prepararse esencialmente de acuerdo con el inciso (21). "Prueba


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Radiográfica" de la Parte 2, excepto que la secuencia de paso que se use deberá estar de acuerdo con lo mostrado en la Tabla de la Fig. A1. Las probetas de prueba deben de obtenerse corno se detalla en la Fig. A1 y la prueba debe efectuarse como se indica en la Parte 2 de la especificación. Las probetas de impacto deben prepararse de acuerdo con la Fig. 6 de la Parte 2, de la especificación. La probeta de tensión deberá disponerse de acuerdo con la Fig. A2. A1.13.3

Los ensambles de prueba para la prueba de la soldadura de filete, tal como se muestra en la Fig. 7, de la Parte 2 de la especificación, pueden prepararse como se detalla en la Tabla A3 para cada tamaño y posición de soldadura. Cuando una clasificación de electrodo permite su uso con C.A. o C.D., cualquier polaridad, el electrodo debe probarse en ambas C.A. y C.D. y la misma polaridad. La corriente directa y solamente la polaridad positiva, pueden utilizarse donde la clasificación del electrodo permite la C.D. y cualquier polaridad. El ensamble deberá ser preparado y probado de acuerdo con el inciso (24) "Pruebas de Soldadura de Filete" de la Parte 2 de la especificación. Descripción y uso propuesto para electrodos

A1.14

Electrodos E6010. Los electrodos de clasificación E6010 están diseñados para producir las mejores propiedades mecánicas compatibles con buenas características de uso, en todas las posiciones de soldadura. Se caracteriza por una penetración profunda, plena fuerza, arco–tipo–aspersión rápidamente removible, delgado, escoria frágil, que parece no cubrir completamente el depósito. Los filetes de soldadura son usualmente planos en su figura y tienen más bien acabado burdo de onda espaciada irregularmente. Los revestimientos son altos en celulosa, usualmente excede el 30% de su peso. Los otros materiales generalmente usados en el revestimiento incluyen dióxido de titanio, varios tipos de magnesio o silicatos de aluminio, desoxidantes metálicos, tales como ferromanganeso, y silicato sódico líquido. Debido a la composición del revestimiento, estos electrodos se clasifican normalmente como del tipo de celulosa al alto sodio.

A1.14.1

Estos electrodos (ó E6011) se recomiendan para todas las posiciones de

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FIG. A1. DETALLES DEL ENSAMBLE DE PRUEBA PARA: LA PRUEBA RADIOGRAFICA, LA PRUEBA DE TENSION DEL PURO METAL DE SOLDADURA Y PARA LA PRUEBA DE IMPACTO CON ELECTRODOS DE 3/32,1/8 y 7/32 DE DIAMETRO Tamaño del electrodo pulg.

Espesor del respaldo pulg.

Trama total por número de capas

3/32 1/8 7/32

1/4 1/4 1/2

a 1 1y2

División de la trama en la ranura Pasos por Números Número de capas capa de capa a 2 a la parte superior 3 a la parte superior

a 2 2

(a) Registro de paso y secuencia de capas (b) Usar placas de las dimensiones de la Fig. 4.

(a) Placa de prueba que muestra la localización de las probetas.

(b) Orientación de la probeta de impacto

(c) Localización de la probeta del puro metal de soldadura para la prueba de tensión

a 5a7 6a8


FIG. A2 DETALLES DE LA PROBETA PARA LA PRUEBA DE TENSION DEL PURO METAL DE SOLDADURA

49

50


trabajo donde la calidad del depósito es de gran importancia, particularmente en las aplicaciones de pasos múltiples en las posiciones vertical y de sobrecabeza, donde deben cumplirse los requisitos radiográficos. A1.14.2

La mayoría de las aplicaciones para estos electrodos son en acero dulce. Sin embargo, se han empleado con ventaja en placas galvanizadas y en algunos aceros de baja aleación. Las aplicaciones tipo incluyen construcción de barcos, estructuras tales como edificios y puentes, tanques de almacenamiento, tuberías y accesorios para recipientes a presión. Ya que las aplicaciones son tan variadas, no es práctico discutirlas individualmente. Los tamaños mayores de 3/16 de pulg. generalmente no se usan en todas las posiciones.

A1.14.3

Por lo general, las corrientes máximas que pueden utilizarse con los tamaños más grandes de estos electrodos son algo limitadas, si se comparan con otras clasificaciones, debido a la alta pérdida por chisporroteo que causan los altos amperajes.

A1.15

Electrodos E6011. La clasificación de electrodos E6011 está diseñada para duplicar las características de uso y las propiedades mecánicas de la clasificación E6010, usando corriente alterna como suministro de energía. Aunque también se puede usar con C.D. y polaridad invertida, habrá una pérdida en sus características de uso, que se notará cuando se compare con los electrodos E6010. La penetración, acción de arco, escoria, y la apariencia del filete de la soldadura son muy similares a los de los electrodos con clasificación E6010.

A1.15.1

Los revestimientos son también altos en celulosa y son designados como del tipo de celulosa al alto potasio. En adición a los otros ingredientes usualmente encontrados en los revestimientos de los electrodos E6010, generalmente se presentan pequeñas cantidades de calcio y potasio.

A1.15.2

Como en los electrodos E6010, los tamaños más grandes de 3/16’’ no se utilizan generalmente en todas los posiciones. La corriente y límites de voltaje usualmente recomendados son idénticos a los de los electrodos E6010. Como en el caso de los electrodos E6010, las altas corrientes dan por resultado una alta pérdida por chisporroteo.

A1.15.3

Normalmente, la ductilidad, la resistencia de tensión y el límite de fluencia, son más altos que los obtenidos con los electrodos E6010.


51

TABLA A 2 LIMITES TIPICOS DE CORRIENTES, EN AMPERES, PARA ELECTRODOS

a

Diámetro del electrodo, pulg.

E6010 y E6011

E6012

E6013

E6020

E6027

E7014

E7015 y E7016

E7018

E7024 y E7028

1/16 5/64 3/32

... ... 40 a 80

20 a 40 25 a 60 35 a 85

20 a 40 25 a 60 45 a 90

... ... ...

... ... ...

... ... 80 a 125

... ... 65 a 110

... ... 70 a 100

... ... 100 a 145a

1/8 5/32 3/16

75 a125 110 a 170 140 a 215

80 a 140 110 a 190 140 a 240

80 a 130 105 a 180 150 a 230

100 a 150 130 a 190 175 a 250

125 a 185 160 a 240 210 a 300

110 a 160 150 a 210 200 a 275

100 a 150 140 a 200 180 a 255

115 a 165 150 a 220 200 a 275

140 a 190 180 a 250 230 a 305

7/32 1/4 5/16

170 a 250 210 a 320 275 a 425

200 a 320 250 a 400 300 a 500

210 a 300 250 a 350 320 a 430

225 a 310 275 a 375 340 a 450

250 a 350 300 a 420 375 a 475

260 a 340 330 a 415 390 a 500

240 a 320 300 a 390 375 a 475

260 a 340 315 a 400 375 a 470

275 a 365 335 a 430 400 a 525a

Estos valores no se aplican a la clasificación E7028.

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TABLA A3 PREPARACION DE ENSAMBLES DE PRUEBA PARA SOLDADURAS DE FILETE Tamaño de la placa, en pulg a Clasificación AWS

Tamaño del electrodo

Espesor (T)

Anchura mínima

Longitud b mínima (L)

Posición de la soldadura

Tamaño de la soldadura de filete en pulg.

E6010 y E6011

3/32 1/8 7/32 5/16

1/8 3/16 1/2 1/2

3 3 3 3

10 12 c 12 ó 18 18

V y OH V y OH H H

5/32 máx. 3/16 máx. 1/4 mín. 1/4 mín.

E6012 y E6013

1/16–5/64 3/32 1/8 7/32

1/8 1/8 3/16 1/2

3 3 3 3

6 10 12 c 12 ó 18

V y OH V y OH V y OH H

1/8 máx. 1/8 máx. 3/16 máx. 1/4 mín.

E7014

3/32 1/8 7/32

1/8 3/16 3/8

3 3 3

12 14 c 12 ó 18

V y OH V y OH H

5/32 máx. 3/16 máx. 1/4 mín.

E7015 y E7016

3/32 1/8 7/32 5/16

1/8 1/4 1/2 1/2

3 3 3 3

10 12 c 12 ó 18 18

V y OH V y OH H H

5/32 máx. 3/16 máx. 1/4 mín. 5/16 mín.

E7018

3/32 1/8 7/32 5/16

1/8 1/4 1/2 1/2

3 3 3 3

10 ó 12 12 c 12 ó 18 18

f

V y OH V y OH H H

3/16 máx. 1/4 máx. 1/4 mín. 5/16 mín.


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TABLA A3 (CONTINUA) Tamaño de la placa, en pulg a Clasificación AWS

a b

c d e f

Tamaño del electrodo

E6020

1/8 7/32 5/16

E6027, E7024 y E7028

3/32 1/8 7/32 e 5/16

d

Anchura mínima

Longitud b mínima (L)

Posición de la soldadura

Tamaño de la soldadura de filete en pulg.

1/4 1/2 1/2

3 3 3

12 18 18

H H H

1/8 mín. 1/4 mín 5/16 mín.

1/4 1/4 1/2 1/2

3 3 3 3

10 12 18 18

H H H H

5/32 mín. 5/32 mín. 1/4 mín. 5/16 mín.

Espesor (T)

Ver Fig. 7; también ver equivalentes métricos. En el caso que el extremo del deposito de soldadura hecho con el primer electrodo esté más cerca que 4 pulgs. del extremo de la placa de prueba, se puede emplear un apéndice de indicación o una placa mas larga de prueba. Cuando se unen electrodos de 14”, la mínima longitud debe ser de 12”; cuando se utilicen electrodos de 18”, la mínima longitud debe ser de 18”. Solamente la clase E7024. Solamente las clases E6027 y E7024. Cuando se usen electrodos de 12”, la mínima longitud debe ser de 10”: cuando se utilicen electrodos de 14”, la mínima longitud debe ser de 12”.

54


A1.16

Electrodos E6012. Los electrodos de la clasificación E6012 están caracterizados por penetración media, un tipo de arco débil, poco chisporroteo y escoria densa, que cubre completamente al depósito. Los revestimientos son altos en titanio, usualmente exceden al 35 % en peso, lo cual justifica que para estos revestimientos generalmente sean asignados al tipo de titanio o rutilio. En suma, los revestimientos usualmente contienen varios materiales silicosos, tales como feldespato y arcilla, pequeñas cantidades de celulosa, ferromanganeso, y silicato de sodio como aglutinante. Pueden usarse también pequeñas cantidades de compuestos de calcio para producir características satisfactorias de arco en polaridad positiva. Las soldaduras de un solo paso pueden cumplir los requisitos radiográficos, mientras que en las soldaduras de multipaso son insuficientes.

A1.16.1

Por lo general, los filetes de soldadura tienden a ser convexos en su figura, con una onda suave y pareja en la posición horizontal y una extensa honda convexa espaciada en la posición vertical, la cual se vuelve más suave y más uniforme cuando se aumenta el tamaño de la soldadura. Ordinariamente, debe hacerse un filete de tamaño más grande en las posiciones vertical y sobrecabeza; que con electrodos de las clasificaciones E6010 y E6011 mismo diámetro, si es que se van a obtener buena fusión y figura.

A1.16.2

Aunque los electrodos E6012 están considerados como electrodos para todas las posiciones, se usan muchas toneladas de ellos en las posiciones plana y horizontal más que en la vertical y sobrecabeza. Se recomiendan especialmente para un solo paso, alta velocidad, altas corrientes y soldadura de filete horizontal. Su facilidad de manejo, buena apariencia del filete de soldadura, aptitud para soportar altas corrientes y para cubrir huecos bajo condiciones de mala colocación, los hacen muy apropiados para este tipo de trabajo. Cuando se usan para soldaduras vertical y sobrecabeza, el tamaño del electrodo es frecuentemente un tamaño menor, que si se hubiera usado un electrodo E6010 ó E6011.

A1.16.3

Estos electrodos se han empleado con ventaja en muchos aceros de baja aleación, particularmente de las variedades de alto carbono. Esto se debe probablemente a que la penetración obtenida, aunque adecuada, de ninguna manera es la que se obtiene con las clasificaciones E6010 ó E6011. Como


55

resultado, la recolección de ingredientes de aleación no es tan grande, lo cual indudablemente tiene un efecto benéfico desde el punto de vista de la fractura. A1.16.4

El metal de la soldadura depositado por estos electrodos es más bajo en ductilidad y más alto en primer límite de fluencia que el metal de soldadura de cualquiera de las clasificaciones de electrodos E6010 ó E6011.

A1.17

Electrodos 6013. Los electrodos de la clasificación E6013, aunque muy similares a los E6012, tienen grandes diferencias. La remoción de la escoria es un poco mejor y el arco puede establecerse y mantenerse con más rapidez, particularmente en el caso de diámetros pequeños (1/16, 5/64 y 3/32 pulg.), lo que permite una operación satisfactoria con voltaje menor de circuito abierto. Originalmente, los electrodos fueron diseñados específicamente para trabajos en láminas ligeras; sin embargo, los diámetros mayores se utilizan en muchas aplicaciones, previamente soldadas con electrodos de la clasificación E6012. Con estos electrodos se obtiene menos penetración que con los de clasificación E6012.

A1.17.1

Los revestimientos usados son muy similares a los empleados con electrodos E6012, que contienen rutilio, materiales silicosos, celulosa, ferromanganeso y líquidos de ligazón de silicatos. Una importante diferencia es que los materiales fácilmente ionizables están incorporados en los revestimientos, lo cual permite establecer y mantener un arco con corriente alterna, bajas corrientes de soldadura y bajos voltajes de circuito abierto.

A1.17.2

Los electrodos E6013, son similares a los electrodos E6012 en cuanto a operación y apariencia del depósito; la acción del arco tiende a ser más suave, la superficie del cordón es más suave, con onda más fina. Las diferentes marcas de electrodos E6013 tienen características variadas. Algunos de esos electrodos se recomiendan para aplicaciones en lámina donde se aprovecha su aptitud para soldar satisfactoriamente en la posición vertical de arriba hacia abajo. Otros, con una escoria más fluída, reemplazan en parte, a los electrodos E6012 para filetes de soldadura horizontal y otras soldaduras de propósito general. Más que el contorno convexo, característica de la clasificación E6012, estos electrodos producen una soldadura de filete plana semejante a la de los electrodos de clasificación E6020. También se emplean para hacer soldadura

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de ranura. Debido a su forma cóncava, la escoria es fácilmente removible. En resumen, el metal de soldadura es definitivamente más libre de escoria e inclusiones de óxido que el metal de soldadura de la clasificación E6012 y la calidad radiográfica es mejor. En efecto, la calidad radiográfica de soldaduras hechas con diámetros menores de electrodos de clasificación E6013, a menudo llena los requisitos y Grado 1 de esta especificación. A1.17.3

Ordinariamente no pueden utilizarse altas corrientes para la soldadura con los electrodos de la clasificación E6012. Cuando se suelde en las posiciones vertical y sobrecabeza, la corriente y el voltaje serán muy similares.

A1.18

Electrodos E7014. Los electrodos de clasificación E7014, tienen revestimiento de material semejante al de los electrodos E6012 y E6013 con la adición de polvo de hierro. La cantidad de revestimiento y el porcentaje de polvo de hierro son usualmente menores que los de los electrodos E7024.

A1.18.1

Las características de los electrodos E7014 son una transacción entre los electrodos E6013 y E7024. El límite de depósito es más alto que el de los electrodos E6013, pero no lo es tanto como el obtenido con electrodos E7024. La cantidad y características de la escoria permiten que el electrodo E7014 se use en todas las posiciones. Son más versátiles que los electrodos E7024, pero no tanto como los E6012 y E6013.

A1.18.2

Los electrodos E7014 son recomendables para soldar aceros dulces y de baja aleación. Los cordones típicos de soldadura son suaves, con ondas finas. La penetración es aproximadamente la misma que la obtenida con electrodos E6012, lo cual es ventajoso cuando se soldan sobre huecos debidos a mala colocación. La figura del cordón de soldadura tiende a ser plana y un poco convexa. La escoria es fácilmente removible, autolimpiándose en muchos casos.

A1.18.3

Las corrientes usadas de electrodos E7014 son más altas que las de los electrodos E6012 y E6013.

A1.19

Electrodos E7015. Los electrodos de clasificación E7015 son comúnmente conocidos como electrodos de bajo hidrógeno y se utilizan con polaridad invertida y corriente directa. Tienen revestimientos altos en cal y otros ingredientes, con bajo contenido de hidrógeno, lo cual forma una escoria alcalina. Fueron desarrollados para soldar aceros de aleación de alto carbono,


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alta resistencia, porque los electrodos que no son de bajo hidrógeno, producen los fenómenos conocidos como fractura de capa inferior. Estas fracturas ocurren en el metal base, justamente abajo de la soldadura y los causa el hidrógeno atmosférico absorbido por el arco. La eliminación de hidrógeno y la consecuente fractura, permite el soldado de "aceros difíciles de soldar" con menos precalentamiento que el requerido para electrodos no bajos en hidrógeno, y presenta mejores condiciones de soldado. Aunque estas fracturas no ocurren en aceros dulces, pueden suceder si se emplea un electrodo no bajo en hidrógeno en aceros de alta tensión. A1.19.1

Otro uso para los electrodos de clasificación E7015 es el soldado de aceros de alto azufre. Los depósitos de los electrodos de no bajo hidrógeno en estos aceros, (los cuales contienen 0.10 a 0.25 % de azufre) son "altamente porosos”. Se pueden utilizar electrodos de clasificación E7015 para soldar esos aceros con menos dificultad.

A1.19.2

Su arco es moderadamente penetrante, su escoria es pesada, frágil y fácilmente removible y el metal depositado descansa en un cordón plano o ligeramente convexo.

A1.19.3

Los electrodos E7015, incluyendo hasta el de 5/32 pulg. de diámetro, se emplean en todas las posiciones. Los diámetros mayores se utilizan para soldadura de filete en las posiciones horizontal y plana.

A1.19.4

Por lo general, las corrientes usadas con esos electrodos son más altas que las recomendadas para electrodos E6010 del mismo diámetro. Para obtener mejores resultados se recomienda que el arco se mantenga tan corto como sea posible en todas las posiciones de soldado. La tendencia reducida a las fracturas y la calidad de los depósitos como soldadura de estos electrodos, deben reducir la necesidad de precalentamiento y post–calentamiento de las soldaduras, logrando así mejores condiciones de soldado.

A1.19.5

Estos electrodos fueron originalmente desarrollados para el soldado de aceros endurecidos, en adición a su uso en aceros de aleación, de alto carbón, y de alto azufre; se han encontrado apropiados en hierro maleable, aceros de resorte y en el lado de acero dulce a las placas de cubierta integral. Estos electrodos son comúnmente usados para hacer pequeñas soldaduras en secciones pesadas, ya que son menos susceptibles de fracturarse que los

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electrodos de no bajo hidrogeno. También se han usado extensamente en el soldado de aceros destinados a esmaltarse y en todos los que contienen selenio. A1.20

Electrodos E7016. Los electrodos de clasificación E7016, tienen todas las características de los electrodos E7015. Los núcleos del alambre y los revestimientos son muy similares, excepto por el uso de una cierta cantidad de silicato de potasio u otras sales potásicas en los revestimientos de los electrodos E7016, para facilitar su empleo con C.A. Todo lo dicho de los electrodos E7015 se aplica igualmente a los electrodos E7016.

A1.21

Electrodos E7018. Los electrodos de clasificación E7018, tienen revestimientos con altos porcentajes de polvo de hierro combinado con ingredientes de bajo hidrógeno, semejantes a los comúnmente usados en los electrodos E7015 y E7016. Como una regla, los revestimientos de esos electrodos son ligeramente más gruesos que los que tienen los E7015 y E7016. El polvo de hierro en los revestimientos se encuentra usualmente entre 25 y 40% del peso del revestimiento.

A1.21.1

Esos elementos de bajo hidrógeno pueden utilizarse con ambas C.A. y C.D. y polaridad invertida. Están diseñados para la misma aplicación de los electrodos E7015. Como son comunes con los electrodos de bajo hidrógeno, debe mantenerse todo el tiempo un arco corto.

A1.21.2

Además de emplearse para aceros dulces, los electrodos E7018, son apropiados para soldaduras de filete en aceros de aleación, de alto carbono y de alto esfuerzo. La soldadura de filete hecha en las posiciones horizontal y plana, es de figura ligeramente convexa, con una suave y fina superficie ondulada. Los electrodos se caracterizan por su uniformidad, por un arco suave, muy poco chisporroteo y baja penetración. Pueden utilizarse a altas velocidades lineales.

A1.22

Electrodos E6020. Los electrodos de la clasificación E6020 que tienen un alto contenido de óxido de hierro, con revestimiento tipo de sodio, están diseñados para producir soldadura de filete horizontal, plana o ligeramente cóncava, con C.A. o C.D. y polaridad positiva y deberán producir resultados satisfactorios en cordones y soldaduras de ranuras en la posición plana, con C.A. o C.D., de


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cualquier polaridad. Se caracterizan por un arco tipo de aspersión y una escoria pesada y porosa a cada lado, que cubre completamente el depósito y se puede remover con facilidad. A1.22.1

Cuando se emplean corrientes y técnicas de soldado normal, la penetración se considera mediana; sin embargo, estos electrodos son capaces de operar satisfactoriamente con altas corrientes, lo cual resulta en una penetración profunda, particularmente cuando se utiliza dicha técnica, como en la soldadura de filete profunda. De todas las clasificaciones de electrodos, ésta generalmente se considera la mejor, por su procedimiento especializado.

A1.22.2

Estos son esencialmente electrodos con revestimiento normal, que tienen altos porcentajes de óxido de hierro, componentes de manganeso y sílice en toda la longitud de sus revestimientos, además de suficiente desoxidante para dar un depósito de la composición deseada. La cubierta de escoria es tan extensa y la reacción escoria–metal de tal naturaleza, que los electrodos normalmente no dependen de la protección con gas. Los revestimientos son tales que por lo general producen óxidos de hierro y de manganeso, o escoria de sílice. Pueden presentarse otros elementos, como aluminio, magnesio o sodio, que modifican la escoria. El ferromanganeso se usa como principal desoxidante y el silicato de sodio, como ligador. Los contenidos de óxido básico, sílice ácida, silicatos, y desoxidantes, deben ser cuidadosamente controlados, para una operación satisfactoria y producir un buen metal de soldadura.

A1.22.3

La soldadura de filete tiende a tener una figura plana o cóncava y una onda suave y pareja. En muchos casos, la superficie del depósito tiene hoyuelos. Entre más estrecha es la abertura en la cual se deposita el metal, mayor es la tendencia a formar hoyuelos. Debe esperarse que éstos aparezcan prácticamente en todos los casos, en los primeros pasos de las soldaduras de ranuras profundas. Cuando la soldadura está por completarse, esta tendencia disminuye. Muchos han notado el hecho, de que el uso de C.A. tiende a promover esta condición de formar hoyuelos, mucho más que el uso de C.D. No se asocian defectos mecánicos o físicos indeseables a estas condiciones de superficie.

A1.22.4

Por lo común, estos electrodos se recomiendan para soldadura de filete horizontal y soldaduras en posición plana, que deben cumplir requerimientos

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radiográficos. Es posible obtener altas velocidades de depósito de esas soldaduras en placas pesadas. Generalmente, estos electrodos no se utilizan en secciones delgadas, debido al aumento de arrugas resultantes del uso de altas corrientes. A1.22.5

Cuando se hacen soldaduras de filete horizontal con la técnica convencional, se deberán emplear valores de corriente cercanos al límite inferior del nivel indicado, si el socavado se lleva a un mínimo. Si se utiliza la técnica de soldadura de filete profundo, se usan altas corrientes.

A1.22.6

Las aplicaciones incluyen recipientes a presión, bases para máquinas pesadas y partes estructurales, en donde el espesor de la sección lo permite.

A1.23

Electrodos E7024. Los electrodos de clasificación E7024, tienen revestimientos que contienen altos porcentajes de polvo de hierro, en combinación con ingredientes similares a los comúnmente usados en electrodos E6012 y E6013. Como una regla, los revestimientos de los electrodos E7024 son muy pesados, y por lo general constituyen el 50 % del peso del revestimiento del electrodo.

A1.23.1

Los electrodos E7024 son recomendables para hacer soldaduras de filete en acero dulce. Las soldaduras son de figura ligeramente convexa, con una superficie muy lisa y con ondulaciones extremadamente finas. Estos electrodos se caracterizan por su uniformidad, por un arco suave, muy poco chisporroteo y baja penetración. Pueden utilizarse a alta velocidad lineal.

A1.23.2

Esta clasificación opera con C.A. o C.D. de cualquier polaridad. Los electrodos E7024 aunque por lo general se usan en aceros dulces, también producen soldaduras satisfactorias en muchos aceros de baja y de media aleación y de alto carbono.

A1.24

Electrodos E6027. Los electrodos de clasificación E6027 tienen revestimientos que contienen un alto porcentaje de polvo de hierro en combinación con ingredientes similares a los encontrados comúnmente en electrodos E6020. Como una regla, los revestimientos en los electrodos E6027 son muy pesados, normalmente el 50 % del peso del revestimiento del electrodo.

A1.24.1

Los electrodos E6027, están diseñados para producir cordones satisfactorios de soldaduras en ranuras, en la posición plana con C.A. y C.D. de cualquier


61

polaridad. Producirán soldaduras de filete horizontales, planas o ligeramente cóncavas con C.A. o C.D. de polaridad positiva. A1.24.2

Esta clasificación tiene una transferencia de metal tipo aspersión y deposita metal a altas velocidades lineales. La penetración es media y la pérdida por chisporroteo es muy baja. Los revestimientos de estos electrodos producen una escoria pesada y porosa a cada lado, la cual cubre el depósito de soldadura, es bastante frágil y fácil de remover.

A1.24.3

Las soldaduras producidas con electrodos E6027, tienen una figura plana o ligeramente cóncava, con una onda suave y fina y con buen lavado de metal a los lados de la junta. El metal soldado es capaz de variar en la calidad radiográfica y ser un poco inferior a la de los electrodos E6020. Pueden usarse altas corrientes; sin embargo, se emplea una porción considerable de la energía eléctrica que pasa a través de los electrodos para fundir el revestimiento y el polvo de hierro que contienen. Estos electrodos son muy apropiados para soldar secciones medianamente gruesas.

A1.25

Electrodos E7028. Los electrodos de la clasificación E7028, son en muchos aspectos muy parecidos a los electrodos E7018. Los electrodos E7028, defieren de los electrodos E7018 en los siguientes aspectos:

A1.25.1

Los electrodos E7028, son para toda posición, ya que los electrodos E7018, son apropiados solamente para filete horizontal y posición plana de soldadura.

A1.25.2

Los revestimientos de los electrodos E7028, son mucho más gruesos que los de los electrodos E7018; los revestimientos de los electrodos E7028 representan aproximadamente el 50 % del peso del electrodo. El contenido de hierro del revestimiento de los electrodos E7028, es mayor que el contenido correspondiente al del electrodo E7018. Como consecuencia, sobre filete horizontal y posición plana de soldadura, los electrodos E7028 proporcionan un deposito mayor que el de los electrodos E7018 para cualquier tamaño dado de electrodo. El polvo de hierro contenido en los revestimientos de los electrodos E7028, representa cerca del 50 % del peso del revestimiento del electrodo.

A1.25.3

Los electrodos E7028, tienen una transferencia tipo aspersión, mientras que los electrodos E7018, tienen una transferencia tipo globular.

62

A1.25.4


La relación del peso del metal de soldadura, al del núcleo del alambre consumido, es alrededor de 1.05 mínimo para los electrodos E7018 y alrededor de 1.30 mínimo para los electrodos E7028. Además de dichas diferencias, se han mencionado las relativas a los electrodos E7018, aplicadas igualmente a los electrodos E7028.


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EQUIVALENCIAS METRICAS a pulg.

mm

pulg.

mm

0.001 0.002 0.005 0.01 1/64 1/32 3/64 1/16 5/64 3/32 0.1 7/64 1/8 9/64 5/32 3/16

0.03 0.05 0.13 0.3 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.5 2.8 3.2 3.6 4.0 4.8

7/32 1/4 9/32 5/16 0.315 11/32 3/8 0.394 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2.165 2 1/4

5.6 6.4 7.1 8.0 8.0 8.7 9.5 10.0 12.7 19.1 25.4 31.8 38.1 50.8 56.0 57.2

2

pulg.

mm

2 1/2 3 4 4 1/4 5 5 1/2 6 7 8 9 10 11 12 14 18

63.5 76.2 102. 108. 127. 140. 152. 179. 203. 229. 254. 280. 305. 356. 457.

2

lb/pulg.

kgf/mm

1000 48,000 50,000 53,000 55,000 58,000 60,000 62,000 65,000 67,000 70,000 72,000

0.7 33.7 35.2 37.3 38.7 40.8 42.2 43.6 45.7 47.1 49.2 50.6

pies/lb

kgf/m

15 20

2.07 2.77

FARENHEIT A CELCIUS Grados F

Grados C

Grados F

Grados F

Grados F

–20 0 65 80 200 220 275 300 500 550 650 700

–29 –17,8 18.3 26.7 93 104 135 149 260 288 343 371

± 3 ± 20 ± 25 ± 50

± 1.67 ± 11.1 ± 13.9 ± 27.8

20 200

a

Factores de conversión: pulg. x 25.4 = mm 2 2 lb/pulg x 0.00070307 = kgf/mm pies–lbs x 0.13826 = kgf–m (Grados F–32) 5/9 = grados C

Grados C 11.1 111.1

4.120.01-1976

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