SOLDADURA ELÉCTRICA BÁSICA
CARTILLA DE APOYO | Luis Quintana Godoy
INDICE
INTRODUCCIÓN ……………………………………………………………. PÁG.4 FUNDAMENTO ……………………………………………………..………. PÁG.5 SOLDADURA CON ARCO PROTEGIDO ……..……………………………. PÁG.6 PROCESO E L ELECTRODO ………………………………………..…………………….. PÁG. 8 ELECCIÓN DEL ELECTRODO
FUNCIONES DE LOS RECUBRIMIENTOS …………………………………. PÁG. 11 FUNCIÓN ELÉCTRICA FUNCIÓN METALÚRGICA
PRECAUCIONES DE SEGURIDAD……………………………………….. PÁG. 11 E L EQUIPO PARA SOLDAR ……………………………..…….………….. PÁG. 13 COMO SOLDAR ……………………………….………….…………………PÁG. 14 PROCEDIMIENTO CEBADO DEL ARCO POSICIÓN Y DESPLAZAMIENTO DEL ELECTRODO
DEFINICIONES ………………………………………………………………….. PÁG. 21 RESISTENCIA A LA TRACCIÓN NOCIONES DE METALURGIA ……………………………………………….. PÁG .
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T RATAMIENTOS TÉRMICOS………………………………………………… PÁG. 23
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PÁGINA EN BLANCO
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INTRODUCCION
Esta cartilla va dirigida a profesionales, formadores y alumnado que desarrollan actividades de soldadura de estructuras metálicas ligeras, y por extensión a cualquier persona interesada. El soldador de estructuras metálicas ligeras realiza trabajos de unión de elementos metálicos
de
espesores
finos
y
medios,
utilizando
instalaciones
de
soldadura
oxiacetilénica, arco eléctrico con electrodos revestidos y soldadura semiautomática MAG y MIG; así como trabajos de corte de metales empleando instalaciones de uso manual y automatizado de oxicorte y arco-plasma. En operaciones que incluyen: •
Corte para construcciones metálicas por procedimientos manual y automático de oxicorte y arco-plasma.
•
Soldar por oxiacetilénica chapas y tubos de espesores finos de acero suave, latón, cobre y aleaciones.
•
Soldar por arco eléctrico con electrodos revestidos elementos metálicos de acero suave, hasta espesores medios.
Soldar por arco eléctrico con procesos semiautomáticos MAG-MIG aceros al carbono, inoxidables y aluminio.
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La idea de la soldadura por arco eléctrico fue propuesta a principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey Davy pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron soldar con electrodos de carbono. Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de soldadura con varilla metálica. Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el ámbito industrial hasta que el sueco Oscar Kjellberg descubrió, en 1904, el electrodo recubierto. Su uso masivo comenzó alrededor de los años 1950.
Fundamento El sistema de soldadura eléctrica con electrodo recubierto se caracteriza, por la creación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo, y la pieza a soldar. El electrodo recubierto está constituido por una varilla metálica a la que se le da el nombre de alma o núcleo, generalmente de forma cilíndrica, recubierta de un revestimiento de sustancias no metálicas, cuya composición química puede ser muy variada, según las características que se requieran en el uso. El revestimiento puede ser básico, rutílico y celulósico. Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura. La soldadura por arco eléctrico es utilizada comúnmente debido a la facilidad de transporte y a la economía de dicho proceso.Fue el primer método aplicado con
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grandes resultados, no solo de orden técnico, sino también de orden económico, ya que este proceso permitió el desarrollo de procesos de fabricación mucho más eficaces, y que hasta hoy en día solamente han sido superados por modernas aplicaciones, pero que siguen basándose en el concepto básico de la soldadura al arco con electrodo auto protegido. SOLDADURA MANUAL CON ARCO PROTEGIDO SMAW- MMAW
PROCESO La característica más importante de la soldadura con electrodos revestidos, en inglés
Shield Metal Arc Welding (SMAW) o Manual Metal Arc Welding (MMAW), es que el arco eléctrico se produce entre la pieza y un electrodo metálico recubierto. El
recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el momento de la fusión. Con el calor del arco, el extremo del electrodo funde y se quema el recubrimiento, de modo que se obtiene la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de metal fundido desde el núcleo del electrodo hasta el baño de fusión en el material base. Además los aceros AWS en soldadura sirven para soldaduras de baja resistencia y muy fuertes. Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de la fusión del recubrimiento del arco. La escoria flota en la superficie y forma, por encima del cordón de soldadura, una capa protectora del metal fundido. Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, será necesario reponerlos cuando se desgasten. Los electrodos están compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento. El alma o varilla es alambre (de diámetro original 5.5 mm) que se comercializa en rollos continuos. Tras obtener el material, el fabricante lo decapa mecánicamente (a fin de eliminar el óxido y aumentar la pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su diámetro. El revestimiento se produce mediante la combinación de una gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa, mármol, aleaciones, etc.) convenientemente seleccionados y probados por los fabricantes, que mantienen el proceso, cantidades y dosificaciones en riguroso secreto.
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La composición y clasificación de cada tipo de electrodo está regulada por AWS
(American Welding Society), organismo de referencia mundial en el ámbito de la soldadura.
Este tipo de soldaduras pueden ser efectuados bajo corriente tanto continua como alterna. En corriente continua el arco es más estable y fácil de encender y las salpicaduras son poco frecuentes; en cambio, el método es poco eficaz con soldaduras de piezas gruesas. La corriente alterna posibilita el uso de electrodos de mayor diámetro, con lo que el rendimiento a mayor escala también aumenta. En cualquier caso, las intensidades de corriente oscilan entre 10 y 500 amperios. El factor principal que hace de este proceso de soldadura un método tan útil es su simplicidad y, por tanto, su bajo precio. A pesar de la gran variedad de procesos de soldadura disponibles, la soldadura con electrodo revestido no ha sido desplazada del mercado. La sencillez hace de ella un procedimiento práctico; todo lo que necesita un soldador para trabajar es una fuente de alimentación, cables, un porta electrodo y electrodos. El soldador no tiene que estar junto a la fuente y no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como protección. El procedimiento es excelente para trabajos, reparación, fabricación y construcción. Además, la soldadura SMAW es muy versátil. Su campo de aplicaciones es enorme: casi todos los trabajos de pequeña y mediana soldadura de taller se efectúan con electrodo revestido; se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones de cualquier tipo. Sin embargo, el procedimiento de soldadura con electrodo revestido no se presta para su automatización o semiautomatización; su aplicación es esencialmente manual. La longitud de los electrodos es relativamente corta: de 230 a 700 mm. Por tanto, es un proceso principalmente para soldadura a pequeña escala. El soldador tiene que interrumpir el trabajo a intervalos regulares para cambiar el electrodo y debe limpiar el punto de inicio antes de empezar a usar electrodo nuevo. Sin embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparación, un soldador eficiente puede ser muy productivo.
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Fig. Diagrama esquemático del proceso de soldadura EL ELECTRODO Como ya hemos visto, electrodo
para poder realizar este proceso de soldadura al arco con
recubierto, se dispone de una gran diversidad de tipos de electrodos, cada
uno de ellos se selecciona en base al material de que está constituido su núcleo, así como por su tipo de recubrimiento y además por el diámetro del electrodo. La AWS. (Amercian Welding Societi) ha normalizado su diseño y utilización. Para efectos de identificación se utiliza las siguientes siglas. Como podemos ver en la figura 2. Esta identificación aparece en la parte superior de cada electrodo. Como una aclaración: diremos que
la sigla de posiciones, se refiere a la posición en la que se
coloca el electro a la hora de estar ejecutando el cordón de soldadura.
Selección del electrodo adecuado
Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en particular y luego determinar el tipo y diámetro de electrodo que más se adapte a estas condiciones. Este análisis es relativamente simple, si el operador se habitúa a considerar los siguientes factores: 1. Naturaleza del metal base.
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2. Dimensiones de la sección a soldar. 3. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora. 4. En qué posición o posiciones se soldará. 5. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza. 6.
Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son: resistencia a la corrosión, gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc.
7.
Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o especificaciones especiales.
E 7018H
E = electrodo
70 = resistencia a la tracción en lbs/pulg² 1 = posiciones 8 = tipo de recubrimiento y corriente H = nivel de Hidrógeno
Fig. 2 Clasificación AWS para electrodos
Clasificación AWS
Resistencia a la tracción
Limite de fluencia
(lb/ pulg²)
(lb/ pulg²)
Valor mínimo
Valor mínimo
E60XX
62.000
50.000
E70XX
70.000
57.000
E80XX
80.000
67.000
90XX
90.000
77.000
E110XX
110.000
95.000
E 120XX
120.000
107.000
Fuente: ITW WELDING PRODUCT GRUP
Fig. 3. Resistencias a la tracción, según designación.
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Clasificación
Posiciones
EXX1X
Plano, horizontal, vertical,sobrecabeza
EXX2X
Plano, horizontal( filete)
EXX4X
Plano , horizontal, vertical descendente, sobrecabeza
Fuente: ITW WELDING PRODUCT GRUP Resistencia a la tracción Fig. 4. Posiciones de soldadura.
Recubrimiento
Tipo de corriente
Penetración
EXXX0
Celulosico, sodio
DC
Profunda
EXX20
Oxido
DC
Media
de
hierro,
sodio EXXX1
Celulósico , potasio
DC – AC
Media
EXXX2
Rutilico, sodio
DC
Media
EXXX3
Rutilico, potasio
AC –DC
Ligera
EXXX4
Rutilico,
AC - DC
Ligera
DC
Media
AC – DC
Media
AC – DC
Media
AC – DC
Media
AC - DC
Media
polvo
de
hierro EXXX5
Bajo hidrogeno,sodio
EXXX6
Bajo
hidrogeno,
potasio EXXX7
Oxido
de
hiero,
polvo de hierro EXXX8
Bajo
hidrogeno,
polvo de hierro EXXX9
Oxido
de
hierro,
potasio Fig.5. Tipos de recubrimiento.
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FUNCIONES DE LOS RECUBRIMIENTOS
Función eléctrica del recubrimiento La estabilidad del arco para la soldadura depende de una amplia serie de factores como es la ionización del aire para que fluya adecuadamente la electricidad. Para lograr una buena ionización se añaden al revestimiento del electrodo productos químicos denominados sales de sodio, potasio y bario los cuales tienen una tensión de ionización baja y un poder termoiónico elevado. El recubrimiento, también contiene en su composición productos como los silicatos, los carbonatos, los óxidos de hierro y óxidos de titanio que favorecen la función física de los electrodos, que facilitan la soldadura en las diversas posiciones de ejecución del soldeo Función metalúrgica de los recubrimientos Además de las funciones de estabilizar y facilitar el funcionamiento eléctrico del arco y de contribuir físicamente a la mejor formación del cordón, el recubrimiento tiene una importancia decisiva en la calidad de la soldadura. Una de las principales funciones metalúrgicas de los recubrimientos de los electrodos es proteger el metal de la oxidación, primero aislándolo de la atmósfera oxidante que rodea al arco y después recubriéndolo con una capa de escoria mientras se enfría y solidifica Precauciones de seguridad Antes de empezar cualquier operación de soldadura de arco, se debe hacer una inspección completa del soldador y de la zona donde se va a usar. Todos los objetos susceptibles de arder deben ser retirados del área de trabajo, y debe haber un extintor apropiado de PQS o de CO2 a la mano, no sin antes recordar que en ocasiones puede tener extintor de espuma mecánica. Los interruptores de las máquinas necesarias para el soldeo deben poderse desconectar rápida y fácilmente. La alimentación estará desconectada siempre que no se esté soldando, y contará con una toma de tierra. Los porta-electrodos no deben usarse si tienen los cables sueltos y las tenazas o los aislantes dañados.
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La operación de soldadura deberá llevarse a cabo en un lugar bien ventilado pero sin corrientes de aire que perjudiquen la estabilidad del arco. El techo del lugar donde se suelde tendrá que ser alto o disponer de un sistema de ventilación adecuado. Las naves o talleres grandes pueden tener corrientes no detectadas que deben bloquearse. La radiación de un arco eléctrico es enormemente perjudicial para la retina y puede producir cataratas, pérdida parcial de visión, o incluso ceguera. Los ojos y la cara del soldador deben estar protegidos con un casco de soldar homologado equipado con un visor filtrante de grado apropiado. La ropa apropiada para trabajar con soldadura por arco debe ser holgada y cómoda, resistente a la temperatura y al fuego. Debe estar en buenas condiciones, sin agujeros ni remiendos y limpia de grasas y aceites. Las camisas deben tener mangas largas, y los pantalones deben ser largos, acompañados con zapatos o botas aislantes que cubran. Deben evitarse por encima de todo las descargas eléctricas, que pueden ser mortales. Para ello, el equipo deberá estar convenientemente aislado (cables, tenazas, porta electrodos deben ir recubiertos de aislante), así como seco y libre de grasas y aceite. Los cables de soldadura deben permanecer alejados de los cables eléctricos, y el soldador separado del suelo; bien mediante un tapete de caucho, madera seca o mediante cualquier otro aislante eléctrico. Los electrodos nunca deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o con guantes mojado
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EL EQUIPO PARA SOLDAR
Fig. 6 Equipo básico para soldar. El equipo es relativamente sencillo, y se compone básicamente de una fuente de poder, porta electrodo, y cable de fuerza. En la figura 6 vemos un equipo real y que puede comprarse en el mercado local. El equipo es un transformador eléctrico alimentado a la red, con una tensión de 220 ó 380 voltios. Proporciona a su salida un voltaje más débil (de 45 a 50 voltios) pero de fuerte intensidad (de 35 a 170 amperios). Uno de los bornes del equipo está en contacto con la pieza a soldar por medio de la pinza de masa. El otro está constituido por un electrodo fijado en el porta-electrodos. Otros materiales También se necesitan: Esmeriladora angular, picota para escoria, cepillo metálico, mordazas de presión, caretas o gafas protectoras, limas y guantes.
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COMO SOLDAR Principio básico Al acercar el electrodo a la pieza que se va a soldar, se producirá un cortocircuito: el arco eléctrico, que desprende una intensa luz y un calor muy fuerte, provocará la fusión del metal de las piezas a soldar así como la del metal de aportación del electrodo. 1.- Cebado del arco. 2.- Metal base y metal de aportación en fusión (zona de alta temperatura). 3.-Soldadura.
Procedimiento
Las piezas a soldar deben estar limpias y sin restos de oxidación o grasa, para ello límpielas con un cepillo metálico y desengráselas.
Protéjase los ojos con una careta de soldadura, las manos con guantes y el cuerpo con ropa gruesa.
Adopte una postura estable.
Con ayuda de una mordaza (si lo amerita), sujete fuertemente las piezas a soldar una contra otra.
Elija el diámetro del electrodo en función del grosor de las piezas a soldar.
Encaje la cabeza del electrodo en la cabeza de la pinza porta-electrodos.
Compruebe que el electrodo ha quedado bien sujeto en la pinza.
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Regule la intensidad de la soldadura en función del diámetro del electrodo utilizado, guiándose por el cuadro indicativo que figura en el equipo de soldadura.
Fije la pinza de masa sobre las piezas a soldar (1).
Cuadro de diámetros del electrodo y de intensidad en función del grosor del metal a soldar GROSOR DEL METAL
DIÁMETRO DEL ELECTRODO
INTENSIDAD EN AMPERIOS
0,8 a 1,5 mm
1,6 mm
35 a 50 A
1 a 2 mm
2 mm
50 a 75 A
2 a 3 mm
2,5 mm
75 a 100 A
3 a 4 mm
2,5 ó 3,15 mm
100 a 135 A
4 a 10 mm
3,15 ó 4 mm
135 a 175 A
Debido a la fusión y la oxidación por la humedad del electrodo se forma lo que se denomina escoria, que es un residuo formado por los metales sobrantes y que es necesario limpiar una vez hecha la soldadura con la ayuda de la piqueta. La intensidad varía según la posición de la soldadura. - En horizontal: ver cuadro anterior. - En techo o en ascendente: reducir la intensidad en un 10% aproximadamente. - En descendente: aumentar la intensidad en un 15% aproximadamente.
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Para cebar el arco
Conecte el equipo de soldadura
Con el rostro protegido por la careta, frote la punta del electrodo sobre la pieza a soldar en un área de 1 ó 2 cm, lo que hará saltar chispas (1).
fig. 1
Aleje el electrodo unos 4 ó 5 mm. para establecer el arco eléctrico (2).
fig. 2
Acerque el electrodo a 2 ó 3 mm. de la pieza y comience a soldar (3).
fig. 3
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Posición y desplazamiento del electrodo
La longitud del arco debe ser constante, más o menos igual al diámetro del electrodo.
Suelde desplazando el electrodo de izquierda a derecha. El electrodo deberá tener una inclinación de 60º en relación al plano de soldadura (1).
fig.1
Vaya bajando la mano a medida que se va desgastando el electrodo. Regule el avance del electrodo con el fin de conseguir un cordón cuyo grosor tenga de 1,5 a 2 veces el diámetro del electrodo. Un buen cordón debe estar ligeramente abombado, tener una anchura uniforme y presentar ondas regulares y bastante apretadas (2).
fig.2
Si el avance de la soldadura es demasiado rápido, el cordón quedará depositado de forma estrecha y puntiaguda, presentará un aspecto irregular con acanaladuras y la penetración será débil (3).
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fig.3
Por el contrario, si el avance de la soldadura es demasiado lento, el caudal será muy fuerte, con riesgo de que se salga, y la penetración será profunda (4).
fig.4 PRECAUCIÓN: SI EL ELECTRODO SE PEGA AL METAL NO TIRE DE ÉL; EFECTÚE MOVIMIENTOS RÁPIDOS DE IZQUIERDA A DERECHA O CORTE LA ALIMENTACIÓN DEL EQUIPO. Como norma: Forme el cordón de soldadura desplazando el electrodo con lentitud y sin brusquedad.
Después de la soldadura, pique el cordón de soldadura con la piqueta, con el fin de eliminar la escoria que forma una corteza negruzca sobre la soldadura.
Limpie la soldadura con el cepillo metálico. Si hubiera quedado escasa,
refuércela.
Iguale el cordón con la lima o con la pulidora, si el cordón de soldadura ha
quedado disparejo o necesita una terminación más acabada (5).
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Soldadura en plano
El electrodo deberá mantener una inclinación de unos 60° con el plano de soldadura, se pueden inmovilizar con mordazas.
Si la unión es ancha pero poco profunda, rellénela de una sola vez. Después de haber cebado el arco, balancee lentamente el electrodo de izquierda a derecha, sin sacudidas.
Soldadura de piezas en ángulo
Proceda a un pre ensamblado por medio de algunos puntos de soldadura para facilitar el trabajo.
Mantenga el electrodo en el plano de la bisectriz del ángulo (6).
fig. 6
Para soldar dos de un grosor de 3 a 6 mm, proceda en dos fases, dando un cordón por cada lado de la unión (7).
fig. 7
Para soldar dos piezas gruesas (más de 6 mm), achaflane con la lima o con la pulidora y suelde de varias pasadas sucesivas (8), teniendo en cuenta que se tiene que eliminar la escoria con la piqueta después de cada pasada (o cordón).
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fig. 8
En soldadura de piezas de gran grosor proceda a un pre ensamblado por medio de algunos puntos de soldadura cada 10cm aproximadamente, antes de iniciar la unión con un cordón continuo y definitivo.
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Definiciones técnicas Resistencia a la tracción: Máximo esfuerzo de tracción que un cuerpo puede soportar antes de romperse. Es sinónimo de carga de rotura por tracción. Ensayo de tracción: Se define como al esfuerzo al que se somete la probeta de un material a un esfuerzo de tracción hasta que el material se rompe. Se utiliza para analizar la resistencia que tiene un material al aplicar una fuerza que va creciendo gradualmente.
Un ensayo de tracción se realiza colocando la pieza de un material cualquiera entre unas pinzas que aplicarán una fuerza de tracción que irá aumentando gradualmente hasta su rotura. A medida que aumenta la fuerza se mide la longitud que aumenta y se puede observar durante el alargamiento una estricción que se produce por este efecto. El comportamiento del material al ir estirándose por la acción de la fuerza es recogido por un ordenador y llevado a una tabla directamente.
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En la tabla, se pueden analizar distintos valores de cómo se comporta el material ante los esfuerzos de tracción (si soporta grandes esfuerzos o por el contrario se rompe con mucha facilidad). Pero además se pueden observar distintos comportamientos del material. Dentro de la tabla se pueden analizar dos zonas: la zona elástica y la zona plástica.
La zona elástica es donde el material (desde el comienzo de la aplicación de la fuerza hasta un punto determinado) puede recuperar su forma original si se deja de aplicar la fuerza. Y se subdivide en zona de proporcionalidad que es donde la proporción entre el aumento del esfuerzo y el alargamiento es constante; y en zona de no proporcionalidad que nos indica que el esfuerzo al que es sometido no es proporcional al alargamiento producido por el material en esta zona. La zona plástica es distinta a la elástica ya que si se deja de aplicar el esfuerzo de tracción, el material no es capaz de recuperar su forma original. Se distinguen tres partes: zona de fluencia que es donde el material sin necesidad de aplicar ninguna fuerza se deforma, rotura del material se observa que el material comienza a no aguantar determinados esfuerzos y rotura física del material que es cuando se rompe finalmente.
NOCIONES DE METALURGIA Acero. El hierro proviene principalmente del mineral hematites (Fe2O3) u óxido férrico. En los altos hornos se trata con carbón para quitarle el oxígeno y liberar el metal de hierro o arrabio. En el proceso se forma dióxido de carbono (CO2). También se le añade caliza (CaCO3,carbonato de calcio) para liberar las impurezas de sílice(SiO2, dióxido de silicio)contenidas en el mineral. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO. • Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material. • Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
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• Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. • Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre. El hierro se produce silicato de calcio, llamado también escoria. El hierro y la escoria se separan por gravedad, ya que la escoria es menos densa y flota sobre el metal. El Acero es una mezcla de metales (aleación) formada por varios elementos químicos, principalmente hierro y carbón como componente minoritario (desde el 0,25% hasta el 1,5% en peso). El acero inoxidable se caracteriza por su alta resistencia a la corrosión. Es una mezcla de metales (aleación), formada por hierro p. Los cuatro tipos principales de acero inoxidable son: 1. Austenítico: es el tipo de acero inoxidable más usado, con un contenido mínimo de níquel del 7%. 2. Ferrítico: tiene características similares al acero suave pero con mejor resistencia a la corrosión. El contenido en cromo varía del 12% al 17% en peso.3. Duplex: Es una mezcla del Ferrítico y Austenítico. Incrementa su resistencia y ductilidad. 4. El acero inoxidable de Martensítico contiene cromo entre el 11 hasta el 13%, es fuerte y duro y resistencia moderada a la corrosión. TRATAMIENTOS TÉRMICOS Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas. Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su composición química son:
Temple
Revenido
Recocido
Normalizado
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición
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química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco(NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en un baño de sales.
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