PARTE I CONCEPTOS GENERALES DE SOLDADURA Y PROCESOS
I. Conceptos Generales de Soldadur Soldaduraa 1.1.
La solda soldadur duraa como unió unión n metá metálica lica
De este análisis surgen las dificultades, que se presen pr esenta tan n par para a log logra rarr una uni unión ón met metáli álica ca ade adecua cuada da El primer paso hacia la comprensión de los al poner dos cuerpos en contacto. Sin embargo, la proce pr ocesos sos de sol soldad dadur ura a lo con consti stituy tuye e el aná análisi lisiss de los ciencia de la Soldadura se ocupa de estudiar los fenómenos, que intervienen cuando se produce el medios prácticos, para producir uniones átomo a contacto cont actode de dos super superficies ficies sólida sólidas. s. á to to m o a t ra ra vé vé s d e s u pe pe r fi fi c ie ie s m e tá tá li l i c as as pree pr eexi xist sten ente tess y en un nú núme mero ro su sufic ficie ient nte e pa parra Para ello recordemos, que los metales están otorg otorgar ar resistencia mecánica satisfactor satisfactoria. ia. constituidos por granos. Cada uno de éstos es a su Loss re Lo recu curs rsos os em empl plea eado doss pa parra lo logr grar ar es este te vezz un ar ve arre regl glo o pe peri riód ódic ico o es espe peci cial al de át átom omos os,, qu que e da objetivo nos permitirán hacer una clasificación de origena ori gena lo que quecon conoce ocemos moscom como o re retíc tícula ulacri crist stali alina. na. los proc procesos esos de solda soldadur dura. a. El tamaño medio de estos granos es variable y cada grano está separado de sus vecinos por una zona de transición, que se conoce como límite de grano. Los límites de grano desempeñan un papel importante en la determinación de las propiedades mecáni mec ánicasde casde un met metal. al. Si con consid sider eramo amoss aho ahora ra un át átomo omo cua cualqu lquier iera a en el in intter erio iorr de un gr gran ano o, el mi mism smo o se ha hall lla a li lig gad ado o a su suss vecinos por fuerzas de enlace, que caracterizan a estos sólidos. Sin embargo, resulta evidente que los átom át omos os me metá tálic licos os,, qu que e se en encu cuen entr tran an en la superf sup erfici icie e lib libre re,, no pod podría rían n com comple pleta tarr sus enl enlace aces. s. Si en es esta tass co cond ndic icio ione ness po pone nemo moss en ad adec ecua uado do cont co ntac acto to do doss su supe perf rfici icies es de es este te ti tipo po,, se establ est ablecer ecerán án dic dichos hos enla enlaces ces,, con consti stituy tuyend endo o la superficie así formada algo equivalente a un límite de gr gran ano. o. Es la po posi sibi bilid lidad ad de re repr prod oduc ucir ir es este te fenómeno en forma controlada, lo que da origen a losprocesosdesoldadura.
1.2.
Natural Natu raleza eza de las supe superficie rficiess metá metálica licass
1.3. Clasificación de los procesos de soldadura Una forma de lograr el contacto íntimo de dos superf sup erfici icies es met metáli álica cass pa para ra la pr produ oducció cción n de una soldadura, es someter las mismas a una presión recíproca. Si ésta es de magnitud adecuada, será capaz de romper las capas de óxido y humedad y deform def ormar ar la sup superf erficie icie,, log logra rando ndo así el con contac tacto to necesario. Esto da origen a lo que se conoce como Soldadur Solda dura a por Pres Presión. ión. Este pr Este proc oces eso o pu pued ede e o no se serr as asis isti tido do po porr energía térmica, pero debe tenerse en cuenta que, cuando cua ndo así ocu ocurr rre, e, la tem temper peratu atura ra del pr proce oceso so deb debe e mantenerse por debajo del punto de fusión de los materiales que intervienen. El principal efecto del uso us o de en ener ergí gía a té térm rmic ica a es el de re redu ducir cir la te tens nsió ión n de fluencia de los materiales que se sueldan, así como disoci dis ociar ar los óx óxido idoss y vol volati atiliz lizar ar la hum humeda edad. d.
En la explicación anterior hemos considerado dos superficies metálicas planas, ideales como para que qu e se es esta tabl blez ezca ca un ín íntim timo o co cont ntac acto to en entr tre e el ello los. s. Si Sin n embargo, embar go, las super superficies ficies metá metálicas licas rar raramen amente te se encu en cuen entr tran an en es ese e es esta tado do,, lo qu que e im impi pide de en la práctica prá cticala la rep reprod roducción uccióndel del pro proceso ceso ya descr descrito. ito.
Otro cam Otro camino ino par para a log logra rarr la sol soldad dadur ura, a, es emplea emp learr ene energ rgía ía tér térmic mica a par para a fun fundir dir loc localm alment ente e los metale met aless que quese se des deseen eenuni unirr y, de est esta a man maner era, a, log logra rarr la el elimi imina naci ción ón de la lass ca capa pass me menc ncio iona nada dass y el ín ínti timo mo contacto de las piezas por la fusión y solidificación de los materiales en contacto. Generalmente, éste Parra co Pa comp mpre rend nder er lo loss pr proc oces esos os rea eale les, s, es seconocecomoSoldaduraporFusión. necesa nec esario rio ana analiz lizar ar las car caract acterí erísti sticas cas de las superf sup erfici icies es re reale ales, s, ta tall com como o ocu ocurr rren en en la na natur turale aleza za.. Son múltiples las posibilidades de aplicación Cualqu Cua lquier ier sup superf erfici icie e re real al ex exami aminad nada a en la esc escala ala de es esto toss pr proc oces esos os de so sold ldad adur ura. a. Su ca camp mpo o de atómi at ómica ca es ext extre remad madame ament nte e irr irregu egular lar.. Es Está tá aplicación depende, entre otras cosas, del material constituida por picos y valles variables entre unos doscientos diámetros atómicos correspondientes a a soldar, de su espesor, de los requisitos que debe satis tisfa face cerr la co cost stur ura, a, y de la co cons nstr truc ucci ción ón.. La las superficies más perfectas que el hombre puede sa mult ltip iplic licid idad ad de la ej ejec ecuc ució ión n de la co cost stur ura, a, ta tant nto o en preparar, hasta cien mil diámetros atómicos para mu superficies desbastadas. la forma como en el método y las aplicaciones, ha conduc con ducido ido al des desar arro rollo llo de muc muchos hos pr proce ocesos sos en est esta a Dado que estas irregularidades se encuentran técnica. La selección del proceso más favorable, distribuidas al azar, es sumamente improbable que adecuado y económico de soldadura presupone el poco po co má máss qu que e al algu guno noss áto tomo moss se po pong ngan an en conocim con ocimien iento to de la man maner era a de eje ejecut cutar arla la y sus contacto íntimo necesario para que experimenten peculiaridades. fuerzas fuerz as de atr atracció acción n sensib sensibles. les. En el presente Capítulo hacemos una breve Otro imp Otro impedi edimen mento to,, que se pr prese esent nta a par para a log logra rarr la so sold ldad adur ura a id idea eal, l, lo co cons nsti titu tuye ye la pr pres esen enci cia a descripción de los procesos por Arco Eléctrico más inev in evit itab able le de ca capa pass de óx óxid ido o y hu hume meda dad d ad adhe heri rida dass a empleados en el país y también del proceso Oxilas super superficies ficiesmetá metálicas licas.. Gas.
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1.4. Clasificación general de los procesos de soldadura
CLASIFICACION GENERAL DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA
N O I S U F R O P
ARCO ELECTRICO
ELECTRO REVESTIDO
LASER
ARCO SUMERGIDO
HAZ ELECTRONICO
ARCO ABIERTO
ALUMINOTERMICA
MIG
OXI-ACETILENICA
CONTINUA
MAG TIG HIDROGENO ATOMICO
N O I S E R P R O P
SOLDADURA FUERTE POR INFRAROJO (IRS)
SOLDADURA FUERTE AL HORNO (FS)
SOLDADURA FUERTE POR INDUCCION (IS)
SOLDADURA FUERTE POR RESISTENCIA (RS)
SOLDADURA EN FRIO (CW)
PUNTO A TOPE ELECTRO ESCORIA
ULTRASONIDO O I R F N E
PLASMA
SOLDADURA FUERTE POR SOPLETE (TS)
PROYECCION
A I C N E T S I S E R
INDENTACION EXPLOSION
SOLDADURA FUERTE POR INMERSION (KB) SOLDADURA OXIACETILENICA (OAW)
SOLDADURA POR FUSION (FW)
SOLDADURA OXHIDRICA (OHW)
SOLDADURA POR EXPLOSION (EXW)
SOLDADURA POR FORJA (FOW)
SOLDADURA A GAS CON PRESION (PGW)
Soldadura Fuerte
SOLDADURA POR RESISTENCIA A PUNTOS (RSW)
SOLDADURA POR FRICCION (FRW)
Soldadura al Estado Solido
Soldadura a gas SOLDADURA POR RESISTENCIA A DE COSTURA (RSEW)
CARTA MAESTRA DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA AWS
SOLDADURA ULTRASONICA (USW)
SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES (EBW)
SOLDADURA POR RESISTENCIA A PROYECCION (RFW)
Soldadura por Resistencia
Otros Procesos
SOLDADURA POR ARCO CON PRESION (FW)
SOLDADURA POR ELECTROESCORIA (EW)
Soldadura por Arco
SOLDADURA POR INDUCCION (IW)
SOLDADURA CON RECALCADO (UV)
SOLDADURA POR PERCUSION (PEW)
SOLDADURA POR RAYO LASER (LSW)
SOLDADURA POR ARCO DE ESPARRAGOS (SW)
SOLDADURA ALUMINOTERMICA (TW)
SOLDADURA POR ARCO CON CARBON (CAW)
SOLDADURA POR ARCO DE PLASMA (PAW) SOLDADURA POR ARCO METALICO CON ELECTRODOS REVESTIDOS (SMAW)
SOLDADURA POR ARCO CON NUCLEO DE FLUJO (FCAW)
SOLDADURA POR ARCO METAL GAS MIG/MAG (GMAW)
SOLDADURA POR ARCO A GAS TUNGSTENO - TIG (GTAW)
SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO (SAW)
Fig. 1.- Carta Maestra de los Procesos de Soldadura (AWS)
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Retícula Cristalina Límite de Grano Arreglo Períodico
Grano
Fig. 2.- Esquema Demostrativo de la Estructura Granular y Cristalina de una Superficie Metálica
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1.5.. La sol 1.5 soldad dadur uraa elé eléctr ctric icaa por porar arco co
1.-Generador 1.-Gener adorde de corr corrient iente e (Fuen (Fuente te de poder poder)) 2.-Cables 2.-C ablesde de solda soldadur dura a Es un proceso de soldadura, donde la unión es 3.-Porta-Electrodo produ pr oducid cida a por el cal calor or gen gener erado ado por un ar arco co elé eléctr ctrico ico,, 4.-M 4.-Masa asa o tierr tierra a con o sin aplicación de presión y con o sin metal de 5.-Electrodo aporte. 6.-Piezade 6.-P iezade tra trabajo bajo La ene energ rgía ía elé eléctr ctrica ica se tr trans ansfo forma rma en ene energ rgía ía térmic tér mica, a, pud pudien iendo do lle llega garr est esta a ene energ rgía ía has hasta ta una temper tem peratu atura rade de apr aprox ox.. 4 000 000ºC. ºC.La La ene energ rgía ía elé eléctr ctrica icaes es el flujo de electrones a través de un circuito cerrado. Cuan Cu ando do oc ocur urre re un una a pe pequ queñ eña a ru rupt ptur ura a de dent ntro ro de cualqu cua lquier ier par parte, te, o ape apertu rtura ra del cir circui cuito to,, los elec electr trone oness se mueven a gran velocidad y saltan a través del espacio libre entre los dos terminales, 1,5 - 3 mm produciendo una chispa eléctrica, con la suficiente pres pr esió ión n o vo volt ltaj aje e pa parra ha hace cerr flu fluir ir lo loss ele elect ctrron ones es contin con tinuam uament ente. e. A tr trav avés és de est esta a ape apertu rtura ra,, se fo forma rma el arco eléctrico, fundiéndose el metal a medida que se avanza. El ar arco co el eléct éctri rico co es es,, po porr lo ta tant nto, o, un flu flujo jo co cont ntín ínuo uo de electrones a través de un medio gaseoso, que genera gener a luz y calor calor..
El cir circui cuito to se cie cierr rra a mom momen entá tánea neamen mente, te, toc tocand ando o con la punta del electrodo a la pieza de trabajo, y retir re tirán ándol dola a inm inmedi ediat atam amen ente te a un una a alt altur ura a pr preeesta es tabl blec ecid ida, a, 1, 1,5 5 - 3 mm fo form rmán ándo dose se de es esta ta ma mane nerra un ar arco co.. El ca calo lorr fu fund nde e un ár área ea re rest stri ring ngid ida a de dell material base y la punta del electrodo, formando pequeños glóbulos metálicos, cubiertos de escoria líquida, los cuales son transferidos transferidos al metal metal base por fuerzas electromagnéticas, con el resultado de la fusión de dos metales y su solidificación a medida queelarcoavanza,segúnpuedeverseenlaFig.5.
Alma metálic metálica a Revestimiento
Cráter Penetración de cor cordón dón
Escoria
Pieza de trabajo
Atmósfera de protección
Cordón de Cordón soldadura
Baño de Baño fusión
Gotas de Gotas metal met al en tránsito hacia haci a el arco
Fig. 5 Fusión del Electrodo
1.-Núcleometá 1.-Núcleo metálico lico del electr electrodo odo 2.-Revestimiento 3.-Gota 3.-G ota en for formación mación Fig. 3 4y9.-Escorialíquida 1.5.1.Soldadura por arco eléctrico manual con 5.-Arcoeléctrico 5.-Arco eléctrico electrodo metálico revestido 6.-Metal 6.-M etalbase base 7.-Bañodefusiónycráterdelmetalbaseenfusión Idea Ide a del pr proce oceso so 8.-Escori 8.-E scoria a sólida La so sold ldad adur ura a po porr ar arco co elé eléct ctri rico co ma manu nual al co con n 10.10.-Crá Cráter terdel del electr electrodo odo electrod elect rodo o rev revesti estido do o simp simplemen lemente te “So “Soldad ldadur ura a 11.- Pro Protecció tección n gas gaseosa eosa Eléctrica”, como la conocemos en nuestro medio, es 12.-T 12.Tra ransf nsferen erencia cia del meta metall (got (gotas) as) un pr proce oceso so de uni unión ón porfusión porfusiónde de pie pieza zass met metáli álica cas. s. 13.-Cordóndepositado 13.-Cordón depositado 14.-Penetración Para lograr la unión, se concentra el calor de un arco eléctrico establecido entre los bordes de las piez pi ezas as a so sold ldar ar y un una a var aril illa la me metá táli lica ca,, ll llam amad ada a electrodo, produciéndose una zona de fusión que, al solidificar solidif icarse, se, for forma ma la unión uniónperm permanen anente. te. Principio Princi piode de fun funcio cionam namien iento to de la sol soldad dadur ura a porarco eléctrico 5
Elequipoconstade:
3
6 6
1 2
Fig. 6
4
El arco eléctrico es muy brillante y emite rayos visibles e invisibles, algunos de los cuales causan quemad que madur uras, as, lig liger eras as lesi lesione oness a la pie piell y dol dolor ores es temporales a los ojos, si es que no se les protege debidamente.
Fig. 4 Partes del Circuito Circuito de Soldadura Soldadura por Arco Eléctrico
(verpart (ver partes es a cont continua inuación) ción)
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Función del arco eléctrico Tod odas as la lass má máqu quin inas as de so sold ldar ar cu cuen enta tan n co con n El arco es el principio físico de transformar la reguladores, que permiten variar el amperaje o energ ene rgía ía elé eléctr ctrica ica en ca calor lor.. Nor Normal malmen mente te cum cumple ple la ley intensidad de corriente eléctrica necesaria para deOhm. soldar. U = RxI Clasess de corr corrient iente e eléctr eléctrica. ica.-Dond Do nde e R es la re resi sist sten enci cia a de dell ar arco co,, I es la in inte tens nsid idad ad de d)Clase Corriente alterna (AC).- El flujo de corriente varía corrient corr iente e y U es la tensión o voltaje. voltaje. La potencia potencia del de una dirección a la opuesta. Este cambio de arco ar co es P= Ux UxII ex expr pres esad ada a en Wat att. t. Es Esta ta en ener ergí gía a conc co ncen entr trad ada a en un una a pe pequ queñ eña a ár área ea es la qu que e se us usa a en dire di recc cció ión n se ef efec ectú túa a 10 100 0 a 12 120 0 ve vece cess po porr se segu gund ndo. o. todoss los pro todo procesosp cesospor or arc arco o eléctr eléctrico, ico,par para a fundi fundirr tan tanto to El tie tiempo mpo com compr prend endido ido ent entre re los ca cambi mbios os de almetalbasecomoalosmaterialesdeaporte. dirección positiva o negativa se conoce con los nombresdeciclooperíodo(50a60ciclos). 1.5.2.. Nocio 1.5.2 Nociones nes de elect electricid ricidad ad con con relaci relación ón al En el Perú utilizamos, por lo general, la corriente arco eléctrico alte al tern rna a de 22 220 0 vo volti ltios os y 60 cic ciclo los. s. Es Esta ta co corr rrie ient nte e es transpor tra nsportada tada por red redes es eléctr eléctricas icas monof monofásica ásicass Para comprender mejor la aplicación del arco que utilizan 2 cables, o bien es conducida por eléctrico a la soldadura, es necesario conocer ciertos redes re des eléc eléctri tricas cas tri trifá fásic sicas, as, que uti utiliz lizan an 3 cab cables les de princi pri ncipio pioss fun funda damen menta tales les re relac lacion ionad ados os con la transportación. Las máquinas de soldar pueden electricidad. utiliz uti lizar ar tan tanto to la cor corrie rient nte e mon monof ofási ásica ca com como o la trifásica. a) El circuito eléctrico.- La corriente eléctrica es un Corrie Cor rient nte e con contín tínua ua (CC (CC).).- El flu flujo jo de cor corrie rient nte e fluj fl ujo o de el elect ectro rone ness qu que e cir circu cula la po porr un co cond nduc ucto torr en conserva siempre una misma dirección: del polo un circ circuito uitocerr cerrado ado,, deno denominad minado o circu circuito ito eléctr eléctrico. ico. negativ neg ativo o al positi positivo. vo. circui cuito to de sol soldad dadur ura a por ar arco co elé eléctr ctrico ico..- La e) Po b)El cir Polar larida idad.d.- En la cor corrie rient nte e con contin tinua ua es imp import ortan ante te corriente fluye a partir del borne de la máquina de soldar, donde se fija el cable del electrodo (1), y termina en el borne de la máquina, donde se fija el cabledetierraodetrabajo(2). Como puede observarse en la Fig. 7, a partir del punt pu nto o (1 (1)) la co corr rrie ient nte e fl fluy uye e al po port rtaa-el elec ectr trod odo o y po porr éste ést e al elec electr trodo odo;; por el ext extre remo mo del ele electr ctrodo odo sal salta ta la el elec ectr trici icida dad d a la pi piez eza a fo form rman ando do el ar arco co elé eléct ctri rico co;; sigue fluyendo la electricidad por el metal base al cabledetierra(2)yvuelvealamáquina. El circuito está establecido sólo cuando el arco se encuentraencendido. encuentra encendido.
saberr la di sabe dire recc cció ión n de dell flu flujo jo de co corr rrie ient nte. e. La dirección del flujo de corriente en el circuito de s o ld ld ad a d ur u r a e s e xp x p re re s ad ad a e n t ér é r mi m i no no d e POLARI POL ARIDA DAD. D. Si el cable del por porta ta-el -elect ectro rodo do es conectado al polo negativo (-) de la fuente de poder y el cable de tierra al polo positivo (+), el circuito es denominado POLARIDAD DIRECTA o NORMAL. Porta Por ta Elect Electrodo rodo Electrodo
1 Positivo Conexión Conex ión a Pie Pieza za de Trabaj rabajo o
Negativo
Fig. 8.- Polaridad Directa
2
Cuando el ca Cuando cable ble del por porta ta-el -electr ectrodo odo es con conect ectado ado al polo positivo (+) de la fuente de poder y el cable de c) Voltaje y amperaje.- El agua circula a lo largo de un tierra al polo negativo, el circuito es denominado tubo, si existe una presión que lo impulse; en la POLAR POLARIDAD IDADINVE INVERTID RTIDA A o INDI INDIREC RECT TA. mism mi sma a fo form rma, a, la co corr rrien iente te el eléc éctr tric ica a fl fluy uye e o ci circ rcul ula aa través de un circuito, si existe una «presión», que Porta a Elect Electrodo rodo impu im puls lse e el fl fluj ujo o de el elec ectr tron ones es de dent ntrro de un Port Electrodo Elect rodo Lead Electrodo conduc con ductor tor (má (máqui quina na en fun funcion cionami amient ento). o). Est Esta a “presión”, que induce una corriente eléctrica, se llamadife llama diferenc rencia ia de poten potencial, cial, tens tensión ión o volt voltaje. aje. El voltaje se expresa en voltios y se mide con el Positivo voltím vol tímetr etro; o; alg alguna unass máq máquin uinas as de sol soldar dar pos poseen een voltím vol tímetr etro o y un re regul gulado adorr de vo volta ltaje. je. Conex Con exión ión a Pie Pieza za Negativo de T rabajo rabaj o La ca cant ntid idad ad de ag agua ua,, qu que e pa pasa sa po porr un tu tubo bo,, se mi mide de Polaridad Polar idad Inve Invertida rtida poruna por una mag magnit nitud ud en una uni unidad dadde de tie tiempo mpo (me (metr tros os Fig. 9.- Polaridad Invertida cúbico cúb icoss por seg segund undo). o). En igu igual al fo forma rma se uti utiliz liza, a, pa para ra expre exp resar sar la mag magnit nitud ud de cor corrie rient nte e elé eléctr ctrica ica,, la En algunas máquinas no es necesario cambiar los cantidad can tidadde de electr electricidad icidadpor por segun segundo. do. La unidad utilizada es el Columbio por Segundo, lo cables en los bornes, porque poseen una manija o llav ave e de co conm nmut utac ació ión n qu que e pe perm rmit ite e ca camb mbia iarr de que se expresa en Amperios, y se mide con un ll polaridad polar idadcon con fac facilidad ilidad.. instrumentollamado instrumento llamado amperímetro. Fig. 7.- Flujo Eléctrico
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En un una a má máqu quin ina a de co corr rrie ient nte e al alte tern rna a no es • Pe Perm rmit itir ir la re regu gula laci ción ón de la in inte tens nsid idad ad de co corr rrien iente te posible posib le dife diferen renciar ciar los cable cabless por sus cone conexiones xiones de o amperaje necesario para soldar; ese amperaje grapa y porta electrodo porque la electricidad fluye varí va ría a se segú gún n el di diám ámet etro ro,, es espe peso sorr de la pi piez eza, a, porellos alt altern ernan ando do su sen sentid tido o o dir direcc ección ión.. posición posició n del tra trabajo bajo,, diáme diámetro trodel del electr electrodo, odo,etc. etc. Asegur gurar ar una ali alimen menta tació ción n con const stan ante te de cor corrie rient nte, e, Un sol soldad dador or deb debe e est estar ar fa famil miliar iariz izado ado con conlos los ef efect ectos os • Ase que permit queper mita a man manten tener er el ar arco co est establ able. e. delapolaridadenelprocesodesoldadura. Adem emás ás de la lass ca cara ract cter erís ísti tica cass señ señal alad adas as,, un una a Generalm Gener alment ente, e, el elec electr trodo odo con conect ectado ado al pol polo o Ad fuente de poder o máquina de soldar debe reunir positivo (polaridad invertida) permite una mayor las con condic dicion iones es de re resis sisten tencia cia y sol solide idez, z, que le penetración y el electrodo conectado al negativo (polar (po larida idad d dir direct ecta) a) da una ma mayor yor vel veloci ocidad dad de permita trabajar aún estando sometida a las más fusión fus ión.. Sin emb embar argo go,, los com compon ponent entes es quí químic micos os del duras exigencias y según las condiciones en que se desenvuelv vuelve e la labor labordel del solda soldador dor.. reves re vestim timien iento to del elec electr trodo odo pue pueden den hac hacer er va varia riarr los desen efectos de la polaridad y, por ello, es conveniente seguir seg uir las ins instru truccio cciones nes del fa fabri brican cante te par para a con conect ectar ar 1.6.1. Clases de máquinas de soldar por arco el elec electr trodo odo cor corre recta ctamen mente, te, ya sea al pol polo o pos positiv itivo oo eléctrico negativo. Lass má La máqu quin inas as de so sold ldar ar so son n cl clas asif ific icad adas as co con n Cuando se suelda con un electrodo, debe usarse dif difer erent entes es cri criter terios ios.. Ado Adopta ptare remos mos la sig siguie uient nte e siempr siem pre e la pol polar arida idad d cor corre recta cta par para a obt obtene enerr los clasificación: resultad resu ltados os satis satisfact factorios orios que se esper esperan: an: buena penetr pen etraci ación, ón, asp aspect ecto o uni unifo form rme e del cor cordó dón, n, a. Máquinas estáticas excelent exc elente e resis resistenci tencia a de la junt junta a solda soldada. da. •Transformadores. •Rectificadores. •Transformadores-Rectificadores. rotativas as (convertidor (convertidores) es) b. Máquinas rotativ •De Moto Motorr eléctr eléctrico. ico. •De Mot Motor or a com combus bustió tión n int intern erna, a, pud pudien iendo do ser ser:: 1.agasolina. 2.apetróleo(Diesel).
Corriente Corrient e Cont Contínua ínua Polaridad Pola ridad Inv Invertid ertida a
Las má Las máqu quin inas as es está táti tica cass so son n la lass qu que e no po pose seen en elementos elemen tos en movim movimient iento o cont continuo; inuo; ex excepcio cepcionalnalmente ment e algu algunas nas poseen poseenun un vent ventilado iladorr.
Corriente Corrient e Cont Contínua ínua Polaridad Pola ridad Dire Directa cta
Las má Las máqu quin inas as ro rota tativ tivas as so son n la lass qu que e sí po posee seen n elementos elemen tos en rot rotación acióncons constan tante. te.
Corrient Corri ente e Alte Alterna rna Fig. 10.- Efecto de la Polaridad y del Tipo de Corriente
Las máquinas estáticas a su vez se clasifican en los siguiente sigui entess tipos tipos::
f) Fenómenos del arco eléctrico para soldar.- En los 1. Máqu Máquinas inas tipo tra transf nsforma ormador dor..- Pro Propor porciona cionan n
polos del arco, el voltaje varía según la longitud de corr corrient iente e alte alterna rna par para a solda soldarr. éste. Al rozar el electrodo con la pieza, el voltaje es Máquina uinass tipo rec rectific tificado adorr.- Son máqu máquinas inas 2. Máq cero y va aumentando a medida que la longitud del transformador transfor madoras as que, median mediante te rectif rectificado icadores, res, arco ar co se ha hace ce ma mayyor or,, ha hast sta a qu que e -p -por or al alej ejar arse se trans tr ansfo forma rman n la cor corrie rient nte e alt altern erna a a cor corrie rient nte e demasiado el electrodo- el arco se interrumpe y la continua para parasoldar soldar.. máquin máq uina a vue vuelve lve a su “v “volt oltaje aje en va vacío cío””, que es 3. Equipos trans transformad formador-rect or-rectificador ificador..- Estas siempremáselevadoqueelvoltajedetrabajo. máquinas proporcionan tanto corriente continua como corr corrient iente e alte alterna rna par para a solda soldarr. Su cons construc trucción ción La intensidad de corriente o amperaje necesario eléctrica eléctr ica especi especial al permi permite te camb cambiar iar de una corr corrient iente e para fundir el electrodo y, por lo tanto, la pieza a soldar sol dar deb debe e ele eleva vars rse e a med medida ida que aum aumen enta ta el aotraconsólomoverunallavedeconmutación. diámetro del electrodo utilizado. La regulación o aument aum ento o del delamp amper eraje ajela la hac hace e el sol soldad dador or..
Las máq máquin uinas as ro rota tativ tivas as o con conver vertid tidor ores es est están án compue com puest stas as bá básic sicame ament nte e de un mot motor or,, que proporciona una determinada velocidad de rotación 1.6. Máquinas de soldar por arco eléctrico eléctrico a un dínamo, el cual produce la corriente eléctrica • Un Una a ve vezz in inic icia iado do el ar arco co,, de debe be pe perm rmit itir ir un una a apr apropiad opiada a par para a solda soldarr. El motor motorpued puede e ser: conversión automática e instantánea del voltaje en vacío va cío a un vo volta ltaje je de tr traba abajo jo,, que per permit mita a man manten tener er • Eléctrico, funcionando con la corriente eléctrica el arco (voltaje de trabajo es el que proporciona la proveniente de una red general de electricidad. máqu má quin ina a cu cuan ando do el ar arco co es está tá en ence cend ndid ido; o; va varí ría a de 17 a45voltios). • De combustión, sea gasolina o petróleo.
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Las mo moto tosol solda dado dora rass son máq máquin uinas as uti utiliz lizad adas as prefer pre ferent entemen emente te en los luga lugares res que que car carecen ecen de de una red genera gene rall de elect electrici ricidad. dad.
1.6.2. 1.6. 2.
Uo
Caracte Car acterís rística tica est estátic áticaa y diná dinámica mica
El obj objeti etivo vo pr primo imord rdia ial, l, qu que e deb debe e cum cumpli plirr un una a fuent fue nte e de po poder der de sol soldad dadur ura, a, es ent entre rega garr un una a cor corrie rient nte e cont co ntrrol olab able le a la te tens nsió ión n qu que e de dema mand nda a el pr proc oces eso o de qu que e se tr trate ate.. Dependien Depend iendo do de las ca cara ract cterí erísti stica cass Volt oltaje aje-Ampera Ampe raje, je, las fuen fuentes tes podr podrían ían ser: • •
U
Fuente Fuen tess de co corr rrie ient nte e co cons nsta tant nte. e. Fuen Fu ente tess de dete tens nsió ión n co cons nsta tan nte te..
L a N o rm r m a N E MA M A ( N at a t i on o n al a l E l ec e c t ri r i c al al Manufacturers Association) define a la primera como: “Aquellas que poseen una cara característica cterística Volt-Ampere Volt-Ampere descendente, entregando una corriente relativamente constante para cambios moderados en la tensión de la carga”. Las fuentes de tensión constantes son, en cambio, definidas como: “Aquellas, en que la característica VoltAmpere es esencialmente horizontal, produciendo una tensión tens ión rel relativ ativamen amente te con consta stant nte e par para a camb cambios ios modera mode rados dos de la corr corrient iente e de car carga” ga”..
I Fig. 12.- Fuente de Poder a Corriente Constante
Como co Como corr rresp espon onde de a la pe pecu culia liarid ridad ad de solda sol dadu dura ra,, ha han n de co cons nside idera rars rse e tr tres es et etap apas as distin dis tintas tas:: Fun Funcion cionamie amiento nto en vac vacío, ío, ceba cebado do y soldadura. En el primer caso, entre el borne del dispositivo de soldar y la pieza existe una tensión de fun funcio ciona namie mient nto o en va vacío cío (Uo ) ap apro roxim ximaadame da ment nte e ig igua uall a 75 vo volt ltio ioss y un una a in inte tens nsid idad ad ig igua uall a cero. Al cebar (corto-circuito), desciende prácticamente la tensión hasta cero (0) y la intensidad alcanza cierto máximo bien determinado, que a menudo se encuentra por encima del valor de la corriente de soldadura. Al ocurrir esto, aumenta la tensión entre entre 15 a 45 voltios (tensión del arco) y la intensidad se estabiliza en un valor que correspond po nde e al de la sol solda dadu durra. U Uo
Curva Cur va est estáti ática ca de la fue fuent nte e Curva Cur va de enc encend endido ido
Esta Es tass ca cara ract cterí eríst stica icass pu puede eden n obs observ ervar arse se en la Fig Fig.. 11
A
Us
.
V
A es el pu punt nto o de tr trab abaj ajo o
Curva Curv a del arc arco o
Is
ID
IKSt I
Fig. 13.- Características del Arco
Fig.14.(Verenlasiguientepágina)
I Fig. 11.- Fuente de Poder a Tensión Constante
Las curvas indicadas representan la característica “es está tátic tica” a” de las fue fuent ntes es de sol solda dadur dura. a. La Lass mis mismas mas tienen tie nen,, com como o ve vere remos mos,, una unagr gran an imp impor orta tanci ncia a en re relac lación ión con el modo de operación del proceso de que se trate. No ob obssta tan nte te,, un ar arco co el eléc éctr tric ico o es es,, po porr su mi mism sma a natur nat uralez aleza, a, ines inestab table. le. Por lo tan tanto, to, las car caracte acteríst rísticas icas “dinámicas” de una fuente, es decir, la capacidad de respuesta de la máquina a rápidas variaciones de la corriente o tensión en el circuito de carga, tienen una influencia decisiva sobre la estabilidad del arco y, por lo tanto, tan to,del del pro proceso ceso de sold soldadur adura. a. Par ara a ce ceba barr y ma mant nten ener er el ar arco co se ne nece cesi sita tan n determin det erminada adass tens tensione ioness e int intensid ensidades ades.. Sus magn magnitud itudes es se comportan en el arco inversamente como deberían hacerlo según la Ley de Ohm. Lo que se ha dado en llamar características del arco (Fig. 12) decrece según una un a pe pend ndie ient nte e mu muyy ráp ápid ida a y no noss mu mues estr tra a la te tens nsió ión n qu que e se ne nece cesi sita ta pa parra ha hace cerr pa pasa sarr un una a de dete term rmin inad ada a inte in tens nsid idad ad a tr tra avé véss de dell ar arco co.. La ca carrac acte terí ríst stic ica a de qu que e ca cae e bruscamente significa, en la práctica, que para cebar el arco se necesita, forzosamente, una tensión mayor Uo que par para a la sold soldadur adura a pr propia opiament mente e dich dicha. a.
27
De esa circunstancia se deduce que la fuente ha de adaptarse, en lo posible sin inercia, a las condiciones rápidamente variables del arco. Para todo to doss lo loss ca cambi mbios os de ca carg rga a qu que e se ef efect ectua uarrán lentame lent amente nte,, es vál válida ida la car caract acterís erístic tica a “est estáti ática” ca”;; en cambio cam bio,, si ocur ocurren ren rá rápida pidamen mente, te, es deci decisiv siva a la “dinámica”.
1.6.3 Ciclo de trabajo Es indudable, que no todos los procesos de soldadura impondrán la misma demanda a una fuente. Por ejemplo, en los procesos automáticos el tie tiemp mpo o de ar arco co (ti (tiemp empo o re real al de la sol solda dadu durra) ser será á mucho muc ho ma mayo yorr qu que e en los pr proce ocesos sos no norm rmale ales, s, en lo loss cuales cua les la fa fatig tiga a de dell op oper erad ador or,, la ne neces cesid idad ad de camb ca mbio io de el elec ectr trod odo, o, et etc. c. ha hace cen n ne nece cesa sari rio o frecuen fre cuentes tes int interr errupc upcione iones. s. Por est este e moti motivo vo,, es usual usu al defini definirr un “C “CIC ICLO LO DE TR TRAB ABAJO AJO”” co como mo el porcentaje de tiempo, durante el cual la máquina debe sumi suminis nistr trar ar corrient corriente e nom nomina inall a la carga. carga. Est Este e cicl ci clo o de tr trab abaj ajo o se de dete term rmin ina a so sobr bre e 10 mi minu nuto tos, s, de modo tal que, por ejemplo para una fuente con un ciclo de trabajo del 60%, la misma debe ser capaz de ent entreg regar ar la cor corrien riente te nom nominal inal dur durant ante e 6 minu minutos tos de cada 10. Para procesos automáticos, el ciclo de trabajo tra bajose se espe especifi cifica ca nor normal malmen mente te en 100% 100%..
UB constante G
+
R 1 Cir Circui cuito to de la cor corrie rient nte e
GENERADOR
V
de sol soldad dadur ura a abi abiert erto. o. el ele electr ctrodo odo no to toca ca la pie pieza za
A
UE = UB = UO
UO =Tensión ensiónde de vací vacío o
I=O
UB constante G
+
R
Circuito to de la cor corrie rient nte e 2 Circui de soldadu soldadura ra cort cortocir ocircuit cuitado. ado. El ele electr ctrodo odo toc toca a la pie pieza za
IK=Intensidad de cort cortocir ocircuit cuito o
V
GENERADOR
A
UE = O I = IK
UB constante G
+
R
3 Cir Circui cuito to de la Cor Corrie rient nte e
GENERADOR
V
A
UE = UL
I = IS
de soldad soldadura ura cerr cerrado, ado, ARCO EST ESTABLECIDO ABLECIDO..
IS=Intensidad de ar arco co o in inte tens nsid idad ad de sol soldeo deo =Tensión ensióndel del arc arco o UL=T o te tens nsió ión n de deso sold ldeo eo
Fig. 14.- Fenómenos de la Soldadura con Transformador
28
Si bi bien en el ci cicl clo o de tr trab abaj ajo o se de dete term rmin ina a no norm rmal alme ment nte e sobre intervalos de 10 minutos, en equipos de alta pote po tenc ncia ia (7 (750 50 am amp. p. o má más) s) pa parra so sold ldad adur ura a automática o semiautomática suele emplearse una horacomobasedetiempo. En estos casos, la máquina se ensaya durante una hora a la corriente nominal, para luego hacerlo duran dur ante te tr tres es hor horas as al 75% 75%de de dic dicho ho va valor lor.. Al fin ina al de cada uno de estos cic icllos, la temper tem peratu atura ra de los com compon ponen entes tes de los equ equipo iposs debemant debe mantener enerse se dent dentro ro de los límite límitess acep aceptado tados. s.
1.6.5.1. Cables recomendados para soldar A.W W.G. m/pies Longitud de cable en el circuito - Ø A. 18/60 30/100 45/150 60/200 90/300 120/40
Amp. 100 150 200 250 300 350 400 450 500
4 2 2 2 1 1/0 1/0 2/0 2/0
4 2 2 2 1 1/0 1/0 2/0 2/0
4 2 1 1/0 2/0 3/0 3/0 4/0 4/0
2 1 1/0 2/0 3/0 4/0
1 2/0 3/0
1/0 3/0 3/ 4/0
Es importante destacar, que el ciclo de trabajo 1.6.5.2. Dato 1.6.5.2. Datoss de los cabl cables es d e u na na m áq áq ui ui na na p ar ar a s ol ol da da r e st st á b as as ad ad o fundam fun damen ental talmen mente te en la cor corrie rient nte e nom nomina inall de car carga ga.. Diámetro Sin Si n em emba barg rgo, o, si di dich cha a má máqu quin ina a se de dest stin ina a a se serr Cobre Aluminio del Conductor empleada con valores de corriente distintos de los Calibre Desnudo en mm nominales, es posible determinar el nuevo factor de serv se rvic icio io pa parra es esas as co cond ndic icio ione ness me medi dian ante te la 2 8,50 0,000532 0,000820 expresión: 1 10,15 0,000406 0,000700 2 1/0 11,15 0,0003222 0,000528 T = (In/I) .To 2/0 12,45 0,000256 0,000420 donde: 3/0 13,85 0,000204 0,000332 T = esel nue uevvo ci cicl clo o detr detra abaj ajo o 5/0 16,15 0,000161 0,000263 In = co corr rrie ient nte e no nomi mina nall pa parra el ci cicl clo o (T (To) o) Otra Ot rass ca caus usas as de la ca caíd ída a de te tens nsió ión n y de dell To = cic ciclo lo de tr trab abaj ajo o or orig igin inal al en % l = nu nuev eva a cor corri rien ente te,, con con que que ser será empl emplea eada da la la excesivo calentamiento son el mal mantenimiento de lo loss cab able les, s, con one exi xion ones es de ma masa sa y po port rtaamáquina electrodo. electr odo.Exis Existen ten las sigui siguiente entess posib posibles les fall fallas: as: Noobstante,dadoqueelciclodetrabajodeuna fuente depende fundamentalmente de la corriente • que la misma debe proveer al circuito de carga, se • han ha n est establ ablecid ecido o nor normas mas con fin fines es com compar parati ativos vos,, que • determinan bajo qué tensión debe ser suministrada dicha corriente.
1.6.4. Tensión de vacío o de circuito abierto
•
En ge gene nerral al,, en un una a fu fuen ente te de po pode derr pa parra soldadura es deseable disponer de una tensión de vacío elevada, para facilitar el arran arranque que del arco. Sin embargo, por razones de seguridad, la misma se limi li mita ta a va valo lorres qu que e red eduz uzca can n el ri ries esgo go de electr ele ctrocu ocució ción. n. Las Nor Normas mas NEM NEMA, A, por eje ejempl mplo, o, limitan dicha tensión a 80 voltios para equipos de soldadura manual, y a 100 voltios para equipos de soldadurasemiautomática. soldadura semiautomática.
1.6.5. Caída de tensión Si la máq máquin uina a tiene tiene un voltí voltímet metro ro,, ést éste e ind indica icará rá el voltaje de salida total, suma del voltaje del arco más las ca caída ídass en cab cables, les, ele electr ctrodo odo,, por porta ta-el -elect ectro rodo do,, piez pi eza a y co cone nexi xión ón de ma masa sa,, Pu Pues esto to qu que e la so sold ldad adur ura a es siempre una operación de alta corriente, las caídas de voltaje son muy pronunciadas. Particularmente loss ca lo cable bless pu puede eden n oc ocas asion ionar ar un una a co consi nside dera rable ble pérrdi pé dida da de vo volt ltaj aje, e, de debi bido do a su res esis iste tenc ncia ia y reactancia. Una caída en los cables de 2 voltios es el máximo máxi mo permi permisible. sible.
29
• • •
•
Roturade Rotura de cabl cables. es. Conexiones Cone xionesfloja flojas. s. Conta Con tacto ctodef defect ectuos uoso o del elec electr trodo odo conla pie pieza za debido al polvo, oxidación o poca presión del muelle del port portaelect aelectrod rodo, o, o bien cont contacto acto defect def ectuos uoso o por est estas as mis mismas mas cau causas sas en la conexiónamasa. El uso de una pinza demasiado pequeña. Las pinza pin zass est están án nor normal malmen mente te dim dimens ension ionada adass para200,250,300,350,400y500A. Conexión a la masa situada demasiado lejos delarco. Malcontactodelaconexiónamasa. E l u so so d e m as as as as d e a ce ce ro ro p un un t e ad ad a liger lig erame ament nte e inc incapa apaces ces de con conduc ducir ir la corrienterequerida. corriente requerida. Aprovech Apr ovechar ar demas demasiado iado los electr electrodos, odos, cosa que puede sobrecalentar la pinza y elevar su resistenciaeléctrica. resistencia eléctrica.
En re resu sume men, n, la lass co corr rrien iente tess ele eleva vada dass y lo loss volt vo ltaj ajes es ba bajo joss au aume ment ntan an la im impo port rtan anci cia a de cualquier cualq uier caíd caída a de tensi tensión ón insosp insospechad echada. a.
1.7. Como comprar una máquina de soldar Para comprar una máquina de soldar, debe indicarse la fuente de corriente eléctrica que va a utili ut iliza zars rse, e, es de deci cirr a la cu cual al va a co cone nect ctar arse se la máqui má quina na.. Deb Deben en señ señala alars rse, e, pu pues, es, los da dato toss siguientes:
• • •
Como el arco es invisible por estar cubierto, el proceso se denomina Soldadura por Arco Sumergido, gid o, no obs observ ervánd ándose ose dur duran ante te la ope opera ració ción n de soldar ni el arco, ni chispas o gases. El alambre es alimentadodesdeunrollo.
Clase de cor Clase corrie rient nte e de la re red d ge gener neral al Elvoltajedelalínea: 220-440voltios. Encasodeunalíneadecorrientealterna: Líneamonof Línea monofásica ásicao o trif trifásica ásica.. Amperaje
Distancia en metros desde la máquina de soldar al punto de trabajo 46
53
61
69
100
1
1/0
1/0
2/0
150
2/0
3/0
3/0
4/0
200
3/0
4/0
4/0
250
4/0
1.8.2. 1.8 .2. Apl Aplica icació ción n Las características ventajosas del proceso por arco arc o sumer sumergido gido son:
• • • • • •
300 350 Secció Sec ción n de los Cab Cables les::
Designación americana
2
1
1/0
2/0 3/0
4/0
Sección aproximada en mm2
34
43
53
67
107
75
Capacidad nominal de la máquina de soldar, la cuall ge cua gener neralm alment ente e se ex expr presa esaen en tér términ minos os de: Corriente suministrada por la máquina al arco, a un determinado voltaje con carga y para un ciclo de trabajodeterminado. trabajo determinado. Ejem Ej empl plo: o: Máqu Máquin ina a de 20 200 0 am ampe peri rios os a 30 vo volt ltio ios, s, 60 60% % ciclodetrabajo.
Tipo de corriente de soldeo AC/DC:
Alta dep Alta deposi osició ción n de met metal. al. Penetración Penetr ación profunda. Cordonesdebuenacabado. SoldaduradecalidadapruebaderayosX. Escoriadefácilremoción. Aplica Apl icable blea a un amp amplio lio ra rang ngo o de esp espeso esore res. s.
La so sold ldad adur ura a se re real aliz iza a en la lass po posic sicio ione ness pl plan ana ay horizontal. El proceso se emplea para soldar aceros al car carbon bono, o, ace acero ross de baj baja a ale aleaci ación ón y alt alta a re resis sisten tencia cia,, aceros templados y enfriados por inmersión y en muchos muc hos tip tipos os de ace acero ross ino inoxid xidabl ables. es. Tamb ambién ién se aplica para recubrimientos duros y reconstrucción de piezas. Son soldables espesores desde el calibre 1/16 1/1 6 has hasta ta 1/2 pul pulg. g. sin pr prepa epara ración ciónde de bor bordes des;; y con prep pr epar arac ació ión n de bo bord rdes es en mu mult ltip ipas ases, es, co con n un apro ap ropi piad ado o di dise seño ño de la ju junt nta a y sin re refu fuer erzzo, El espesorr máxim espeso máximo o es prá práctica cticament mente e ilimit ilimitado. ado. Fig.15. Fig. 15. (Ver (Ver págin página a siguie siguiente) nte)
1.8.3.Equipo
Cuando no existe una red de corriente eléctrica Los principales componentes del equipo para gener gen eral al a la cua cuall con conect ectar ar la máq máquin uina, a, deb debe e com compr prar arse se soldadur ura a porarco porarcosum sumer ergid gido o (v (ver er fig fig.. 15) son son:: una un a má máqu quin ina a qu que e pr prod oduz uzca ca su pr prop opia ia co corr rrie ient nte e soldad eléctrica mediante un dinamo, el que es movido por un mot motor or de com combus bustió tión n int intern erna a a ga gasol solina ina o pet petró róleo leo • Lamáquinadesoldar(fuentedepoder). • El mecanismo de controles para alimentación de (Motosoldadora). alambre. 1.8. Solda Soldadur duraa por arco sumer sumergido gido Cabez bezal al par para a sold soldadu adura ra aut automá omátic tica, a, pis pisto tola la y • Ca conju co njunt nto o de ca cable bless pa para ra sol soldad dadur ura a sem semii1.8.1. Descripción del proceso automática. • Emb Embudo udopar para a el flu flujo jo,, mec mecani anismo smo de ali alimen menta tació ción; n; En su suss fu fund ndam amen ento toss fí físi sico coss es si simi mila larr a la normalmente, un sistema para recuperación del soldadura de arco eléctrico manual. En su operación, flujo. el ele electr ctrodo odo es re reemp emplaz lazado ado por un ala alambr mbre e des desnud nudo o Mecani anismo smo de av avanc ance e par para a la sol soldad dadur ura a au autotoque, qu e, a me medi dida da qu que e se co cons nsum ume, e, es al alim imen enta tado do • Mec mática. medi me dian ante te un me meca cani nism smo o au auto tomá máti tico co.. El ar arco co es cubierto y protegido por un polvo granular y fusible, Máqui quina na de Sol Soldar dar..- Es una fuente fuente de pod poder er conocido como fundente o flujo, el mismo que es un La Má compuest comp uesto o de silica silicatos tos y miner minerales. ales. espe es peci cial alme ment nte e di dise seña ñada da pa parra es este te pr proc oces eso. o. Se emplea emp lea ta tant nto o con cor corrie rient nte e con contin tinua ua com como o con El fu fund nden ente te cu cump mple le el mi mism smo o pa pape pell qu que e el corriente alterna. Para cualquiera de los casos, la revestimiento de los electrodos, desde el punto de fu fuen ente te de po pode derr de debe berí ría a te tene nerr un cic ciclo lo de tr trab abaj ajo o de vista físico y metalúrgico. Físicamente, haciendo que 100%, porque las operaciones por arco sumergido la es esco cori ria a pr prot otej eja a al ba baño ño de so sold ldad adur ura a de la ac acci ción ón de son con contin tinuas uas y el tie tiempo mpo nor normal mal de ope opera ració ción n los gases atmosféricos, formando un cordón libre de excede de 10 minutos, período base para cumplir el poros e impidiendo una pérdida de calor demasiado ci cicl clo o de se serv rvic icio io.. Pa Parra la so sold ldad adur ura a po porr ar arco co rápida. ráp ida. Met Metalúr alúrgicam gicamente ente,, impidi impidiendo endo pérd pérdidas idas de sumergido con corriente continua puede emplearse elementos elemen tos de aleac aleación, ión, comp compensan ensando do o agr agregá egándolo ndoloss una fuente de poder de tipo de voltaje constante o al meta metall depos depositad itado. o. corriente constante. El tipo de voltaje constante es más común para alambres de pequeño diámetro, El arco eléctrico que se forma produce el calor mien entr tras as qu que e el ti tipo po de co corr rrie ient nte e co cons nsta tant nte e es necesario para fundir el metal base, el alambre y el mi mayor yormen mente te usa usado do par para a ala alambr mbres es de diá diámet metro ro flujo, que cae por gravedad cubriendo la zona de ma mayores. En cualquiera de los casos, el alimentador soldadura.
30
Alambre Cavidad gaseosa Fundente
Escoria Metal líquido
Escoria líquida
Metal base
puede ser usa usado do par para a agr agreg egar ar ele elemen mentos tos ale alean antes tes al de alambre debe estar adecuado para el tipo de la puede fuente de poder que se emplea. Las máquinas de metal depositado. soldar para soldadura por arco sumergido van desde Una porción del flujo es fundida por el intenso 200a1200Amp. calor del arco. El flujo fundido se enfría y solidifica, El Ali Alimen menta tador dor de Ala Alambr mbre.e.- El mec mecan anismo ismo pa para ra formando escoria en la superficie del cordón. La part rte e su supe peri rior or no fu fund ndid ida a de dell fl fluj ujo o pu pued ede e se serr alimen ali menta tació ción n de ala alambr mbre e con sus con contr trole oless sirv sirve e pa para ra pa recuper perada adayy reci reciclada clada.. cond co nduc ucir ir el al alam ambr bre e co cons nsum umib ible le ha haci cia a el ar arco co,, recu mantenien manten iendo do vol volta taje je con const stan ante. te. El sis sistem tema a de con contr trol ol Están disponibles diferentes grados y tipos de tambi ta mbién én per permit mite e ini inicia ciarr el ar arco co,, con contr trola olarr la vel veloci ocidad dad de avance y realizar otras funciones necesarias, para flujo para arco sumergido. Es importante hacer la elección adecuada para el metal base a soldarse y queentre queentr e en ope opera ració ción n un pr proce oceso so aut automá omátic tico. o. que qu e es esté té de ac acue uerd rdo o co con n la co comp mpos osici ición ón qu quím ímic ica a de dell La Pisto Pistola.la.- Par Para a oper operacion aciones es semiau semiautomá tomáticas ticas se alambre. emplea emp lea una pis pistol tola a pa para ra ali alimen menta tarr el ala alambr mbre e y proporcionar el flujo. Generalmente viene montado 1.8 1.8.5. .5. El ala alambr mbre e en la pi pist stol ola a un una a to tolv lva, a, qu que e lle lleva va un una a pe pequ queñ eña a cantidad de flujo que es dispendido sobre el área de Para la soldadura por arco sumergido se usa soldadura, de acuerdo con la conducción manual de alam al ambr bre e co como mo el elec ectr trod odo. o. Es Esto toss al alam ambr bres es so son n la pistola. Para la soldadura automática, la pistola macizos y desnudos, con excepción de un delgado generalmente está conectada al motor de alimentarecub cubri rimie mient nto o pr prot otect ector or en la sup super erfic ficie ie ción de alambre y la tolva se encuentra fijada en la re generalmente cobre- para elevar la conductividad pistola pist ola . eléctrica e impedir la oxidación. También existen 1.8.4.. Flujo para solda 1.8.4 soldadur duraa por por arco arco sumer sumergido gido alambres alamb res tubu tubulare laress con flujo inte interior rior.. El alamb alambre re contie con tiene ne des desox oxida idant ntes es esp especia eciales les,, que ay ayuda udan n a La soldadura se realiza bajo una cubierta de afinar el metal de aporte para producir soldaduras material granulado fundible, que se denomina, flujo de bu buen ena a ca cali lida dad. d. Ad Adem emás ás se pu pued ede e in incl clui uirr (POP). elem el emen ento toss al alea eant ntes es en el al alam ambr bre, e, pa parra da darr al me meta tall de aporte resistencia adicional. La composición del Prot Pr oteg ege e el me mettal de ap apor orte te fu fund ndid ido o de la cont co ntam amin inac ació ión n de oxí xíge geno no e hi hidr dróg ógen eno o de la alambre debe estar de acuerdo con el metal base, atmó at mósf sfer era a y ac actú túa a a la ve vezz co como mo ag agen ente te pa parra li limp mpia iarr y pero tiene que ser empleado también con el flujo purificar el depósito de soldadura. Adicionalmente apr apropia opiado do par para a arc arco o sumer sumergido. gido.
31
1.9.
•
La Solda Soldadur duraa por arc arco o con alamb alambre re tubular (open arc process)
• •
1.9.1.. Descri 1.9.1 Descripción pción del proc proceso eso Es un proceso de soldadura, en el que la fusión se lo logr gra a me medi dian ante te un ar arco co pr prod oduc ucid ido o en entr tre e un electr ele ctrodo odo tub tubula ularr (al (alamb ambre re con consum sumibl ible) e) y la pie pieza za.. La prote pr otecci cción ón se obt obtien iene e de un fun funden dente te con conten tenido ido dentro del alambre tubular. Protección adicional de un gas gassumini suministr strado ado exte extername rnamente nteno no es necesa necesaria. ria.
El Alimentador de Alambre.- El alimentador lleva el alambre tubular automáticamente desde un carrete o bo bobi bina na,, ví vía a en ensa samb mbla laje je de ca cabl ble e y pi pist stol ola, a, al ar arco co.. La velocidad de alimentación del alambre determina la cantidad de corriente de soldar que se suministra al arco. De esta manera, el control de velocidad de alim al imen enta taci ción ón es es,, ese esenc ncia ialm lmen ente te,, el aj ajus uste te de la corrient corr iente e de solda soldarr.
En la fig.17 se muestra el proceso, donde se obse ob serv rva a el al alam ambr bre e co con n nú núcle cleo o de flu flujo jo,, la en envo volt ltur ura a de gas protector, el arco, el metal de soldar y la prote pr otecci cción ón con la esc escori oria. a. El pr proce oceso so pue puede de ser semiautom semia utomátic ático o o auto automátic mático, o, siendo el méto método do semiautom semia utomátic ático o el de may mayor or aplic aplicación ación..
La Pistola P istola de Soldar Soldar..- Se emplea una pistola y cables para con para conduc ducir ir el ala alambr mbre, e, el ga gass (cu (cuan ando do es nec necesa esario rio)) ylacorrientedelafuentedepoderalarco.
Partí Pa rtícul culas as de flu flujo jo Metal Met al fundid fundido o Solidificada Escoria
El sistema para avance del alambre y los controles. La pis pisto tola la y los ca cable bless (T (Tor orcha cha). ). Elalambreconnúcleodefundente.
Alambre tubular Líquida
Conducto de gas prot Conducto protecto ectorr Tubo de con contac tacto to
Gas pr prote otect ctor or CO2 Arco Arc o eléct eléctrico rico
Penetración de soldadura
Baño de metal líquido
Metal base
Están disponibles pistolas con cuello de cisne o pistolas con agarradera. Para ciertas aplicaciones se monta ta un adi aditam tament ento o esp especi ecial al en la pis pistol tola, a, par para a Con la “protección exterior de gas”, las ventajas del mon proporcionar velocidades más altas de deposición. proceso pro ceso son: Esto Es to inc incluy luye e una ext extens ensión ión ais aislad lada a que que,, en cier cierto to Soldadur Solda duras as suav suaves es y sana sanas. s. • sentid sen tido, o, con contri tribuy buye e a un re rendi ndimie mient nto o más ef efect ectivo ivo del Penetración Penetra ción profunda. • alambre. Buenass pro Buena propieda piedades des par para a rad radiogr iografía. afía. •
1.9.2.. Cara 1.9.2 Caracterí cterístic sticas as del proc proceso eso
El Ga Gass de Pr Prot otec ecció ción. n.-- El ga gass pr prot otec ecto torr de desa salo loja ja el ai aire re Sin la pr prote otecci cción ón ext exteri erior or del ga gass ofr ofrece ece las sig siguie uient ntes es alr alrede ededor dor del ar arco co,, pr previ evinie niendo ndo la con conta tamin minaci ación ón por ventajas: oxíge ox ígeno no e hid hidró rógen geno o de la at atmós mósfe fera ra..
• • • •
Eliminacióndel Eliminación del gas gasexte externo rno de prot protección ección.. Penetración Penetra ción moderada. Posib Po sibilid ilidad ad de sol soldaren daren cor corrie rient nte e de air aire. e. Metall depos Meta depositad itado o de alta altacalid calidad. ad.
Fig.18. Fig. 18. (Ver (Ver págin página a siguie siguiente) nte)
1.9.4. Alambre (electrodo)
Hay que seleccionar el tipo de alambre tubular de acuerdo a la aleación, composición y nivel de resi re sist sten encia cia de dell me meta tall ba base se a so sold ldar arse se.. Es Está tán n Eloperadorpuedeverelarco. disp di spon onibl ibles es va vari rios os diá diáme metr tros os pa para ra pe perm rmiti itirr la La so sold ldad adur ura a es po posi sibl ble e en to toda dass la lass soldadur solda dura a en dif diferen erentes tes posici posiciones. ones. Los alamb alambres res posiciones lo que depende del diámetro está es tán n di disp spon onib ibles les en carre carrete tess y bo bobi bina nass y es está tán n del alamb alambre re emplea empleado. do. empaq emp aque ueta tado doss en re recip cipien iente tess esp especi eciale aless pa para ra Se puede hacer cualquier tipo de junta en proteg pro tegerlos erlosde de la humed humedad. ad. funsiónalespesordeplancha.
Tienelas Tiene las siguie siguientes ntescar caracter acterístic ísticas: as:
• •
•
1.10. Solda Soldadur duraa MIG/M MIG/MAG AG
1.9. 1. 9.3. 3. Eq Equi uipo po Los pr princ incipa ipales les ele elemen mento toss del equ equipo ipo re reque querid rido o paraelprocesoson:
•
Lamáquinadesoldar(fuentedepoder)
1.10.1. Descripción del proceso En la sol soldad dadur ura a por Arco Metálic Metálico o con Gas, cono co noci cida da co como mo Pr Proc oces eso o MI MIG/ G/MA MAG, G, la fu fusió sión n es produ pr oducid cida a por un ar arco co que se est establ ablece ece ent entre re el
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1.10.2. 1.10. 2. Car Caracte acteríst rísticas icasdel delproc proceso eso Fuent Fue nte e de pod poder er a te tensi nsión ón con const stant ante e Voltímetros Amperímetros Control del Contac Contactor tor
Control de Voltaje
• • •
Carrete Carre te de ala alambr mbre e Cable Cab le de alimentación elétrica
• Motorr reduc Moto reductor tor
Grampa a ti tier erra ra
• • •
Alimentador Alimentad or de alamb alambre re (Control (Cont rol de amper amperaje) aje) Tubo guí guía a del ala alambr mbre e boquilla boquil la de cont contacto acto Pieza Pie za de tra trabajo bajo
Fig.. 18 Esq Fig Esquem uema a del cir circui cuito to de Sol Soldad dadur ura a con Alamb Alambre re Tubular
•
Este pro Este proceso ceso permi permite: te: Excelente calidad de soldadura en casi todos los metale met aless y ale aleaci acione oness emp emplea leados dospor porla la ind indus ustri tria. a. Mínima Mínim a limpi limpieza ezadespu después és de solda soldarr. Arco Ar co y bañ baño o fun fundid dido o cla clara ramen mente te vis visibl ibles es pa para ra el soldador. Fác ácil il tr trab abaj ajo o en to toda dass la lass po posi sici cion ones es,, lo qu que e depe de pend nde e de dell di diám ámet etrro de dell al alam ambr bre e y de la lass variable var iabless del pro proceso. ceso. Altavelo Alta velocidad cidadde de tra trabajo bajo.. Excento Exc entode de escor escoria. ia. Cuando se hace uso de CO2, es para soldar aceros al carbono y aceros de baja aleación, empleando el alambreadecuado. alambre adecuado. Cuan Cu ando do se ha hace ce us uso o de ar arg gón o he heli lio o (M (MIG IG), ), es pa parra soldarr sólo mat solda material erial no fer ferroso roso,, alumi aluminionio-cobr cobreemagnesio magn esio,, acer acero o wo wox, x, etc.
extremo del alambre aportado continuamente y la pieza pie za a sold soldar ar.. La pr prote otecci cción ón se obt obtien iene e ínt íntegr egrame ament nte e La razón del uso de Argón o Helio como gas de los gases suministrados simultáneamente con el prote protecto ctorr en est estos os ma mater terial iales es se deb debe e al car caráct ácter er oxidante del CO2. metal met al de ap aport orte. e. Existen dos clasificaciones en este proceso, las 1.10.3. Equipo cualessonenfuncióndeltipodegasprotector: Los co compo mponen nentes tes pr princ incipa ipales les de dell equ equipo ipo • MIG: El cu cual al em empl plea ea pr prot otec ecci ción ón de un gas in iner erte te requerido para el proceso se muestran en la Fig. 20 y puro, pur o, (helio (helio,, arg argón, ón, etc. etc.). ). Par Para a meta metall no ferr ferroso. oso. son:
•
MAG: El cual hace uso de dióxido de carbono, • La máq máquin uina a de sol soldar dar(fu (fuen ente te de pod poder) er).. CO2 , o mezcla de de CO2 + Ar Argón co como ga gas • Mot Motor or par para a la ali alimen menta tació ción n de ala alambr mbre e y con contr trole oles. s. protector.. Para protector Parametal metal ferroso. orch cha a o pi pist stol ola a o en ensa samb mbla laje je de ca cabl bles es pa parra • Tor
soldadura semiautomática refrigerada por aire o La ta tare rea, a, que cum cumple plen n los ga gases ses pr prote otecto ctore ress poragua por agua.. arri ar riba ba me menc ncio iona nado dos, s, es la de pr prot oteg eger er al ar arco co,, al ba baño ño Sumini inistr stro o de ga gass pr prote otecto ctorr y co contr ntrole oles. s. de fusión y al material de aporte contra el peligroso • Sum • Alambr Alambres es o ma mater terial ialde de apo aport rte. e. accesodelosgasesdelaatmósfera. Fig.. 20. Fig 20.(V (Ver er pág página inasig siguie uient nte) e) Este proceso de soldadura se muestra en al Fig. 19.. En el 19 ella la se se seña ñala la el al alam ambr bre, e, la pr prot otec ecci ción ón La Má fuen entte de pod ode er es de dell ti tipo po Máqu quin inaa de So Sold ldar ar..- La fu gaseosa, el arco y el metal depositado. El proceso de “voltaje constante” (CV). Las fuentes de poder de puede ser semiautomático o automático, siendo el vo volt ltaj aje e co cons nsta tant nte e no ti tien enen en co cont ntro roll de am ampe pera raje je y, po porr método méto do semiau semiautomá tomático ticoel el de may mayor or aplic aplicación ación.. ello, ell o, no pu pued eden en se serr em empl plea eada dass pa parra la so sold ldad adur ura a manual manu al con electr electrodos odos.. Antorcha Mig/Mag
Normalmen Normal mente te se emp emplea lea,, pa para ra est este e pr proce oceso so,, corr co rrien iente te co cont ntin inua ua co con n po pola lari rida dad d in inve vert rtid ida. a. La Lass máqu má quin inas as es está tán n di disp spon onib ible less de desd sde e 10 100 0 a 50 500 0 amperios.
Tobera Punto de con Punto contac tacto to Protección Protec ción gaseos gaseosa a
Metal Met al en fus fusión ión
Hilo de sold soldadu adura ra
Cordón
disp spos osit itiv ivo o qu que e ha hace ce El Ali Alimen menta tador dorde de Ala Alambr mbre.e.- Es el di
Fig.. 19 Re Fig Repr prese esent ntaci ación ón Esq Esquem uemáti ática ca de la Soldadu Sol dadura ra con conCO CO2
El tipo de transf transferencia erencia del alambre de aporte a través del arco depende del valor de la corriente. A bajas baj as cor corrie rient ntes, es, la tr tran ansf sfer erenc encia ia se re reali aliza za por grandes gra ndes glóbu glóbulos los o gota gotass (cort (cortocir ocircuito cuito,, globu globular). lar). Cuando la corriente aumenta y se usa 80% de Argón, estas est as go gotas tas se re reduc ducen en pr progr ogresi esiva vamen mente te has hasta ta que que,, a una det determ ermina inada da cor corrie rient nte e que dep depend ende e del ma mater terial ial y de dell di diám ámet etrro de dell al alam ambr bre, e, la tr tran ansf sfer eren enci cia a se efectúa efe ctúa en finas finasgotit gotitas as o por pulv pulveriz erización ación(Spr (Spray) ay)..
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que el alambre pase por el tubo de contacto de la pistol pis tola a pa para rafun fundir dirse se en el ar arco. co. El al alim imen enta tado dorr ti tien ene e un uno o o do doss pa pare ress de ro rodi dill llos os accion acc ionad ados os po porr un mo moto tore redu duct ctor or de ve velo locid cidad ad variable. Tienen 01 electroválvula para controlar el paso de gas de pro protecci tección. ón. Consta Cons ta de: Porta Por ta Ro Rollo llo Guía Guí a de Ala Alambr mbre e Rodillo Rod illo de Arr Arrantr antre e
Fig. 20.- Equipo para Soldadura MIG/MAG
Las pis pistol tolas as pue pueden den ser de dif difer erent ente e dis diseño eño:: del tipo ti po ma mang ngo o de pi pist stol ola a o co con n ca cabe beza zall cu curv rvo o (c (cue uell llo o de ganso). El tipo cuello de ganso es muy popular para la so sold ldad adur ura a co con n al alam ambr bres es fin finos os,, en to toda dass la lass posiciones; y el tipo mango de pistola se emplea gene ge nerral alme ment nte e co con n al alam ambr bres es má máss gr grue ueso sos, s, en posición posici ón plan plana. a.
Rodillo de Pres Rodillo Presión ión yunaAntorchaoPistola. Lossis Los sistem temas as de ali alimen menta taciónpuede ciónpueden n ser ser:: Deempuje(Push) Dearrastre(Pull) Combinado(Push-Pull) La antorcha o pistola es el conjunto de cables que sirv sirven en par para a con conduc ducir ir el ala alambr mbre, e, la cor corrie rient nte e par para a soldar y el gas protector está dispuesto en forma concéntricaalaguía.
Para la soldadura plenamente automática, se suel su ele e mo mont ntar ar la pi pist stol ola a di dire rect ctam amen ente te en el mo moto torr de avanc av ance e del ala alambr mbre. e. Las pis pistol tolas as aut automá omátic ticas as tie tienen nen enfriamiento por aire o agua, lo que depende de su aplicación. En la soldadura CO2 , con frecuencia se empl plea ea un si sist stem ema a de su sumin minis istr tro o la late terral de ga gass pa parra La gu guía ía de al alam ambr bre e se en encu cuen entr tra a en el ce cent ntrro de em pistolas olas auto automáti máticas. cas. la boquilla, y el canal de suministro de gas protector las pist estádispuestoenformaconcéntricaalaguía. Desplaz laza a el air aire e alr alrede ededor dor del ar arco co El Gas Prot Protecto ectorr.- Desp La pistola debe mantenerse bastante cerca del para evitar la contaminación del metal fundido con traba tr abajo jo par con contr trola olarr el ar arco co apr apropi opiada adamen mente te y gases de la atmósfera. La envoltura protectora de producir una eficiente protección a través del gas gas debe proteger eficientemente el área del arco paraobtenerunmetaldeaportedebuenacalidad. protector.
PROCESOS RECOMENDADOS PARA LA SOLDADURA DE METALES Y ALEACIONES
PROCESO DE SOLDADURA
Arco metálico protegido Arco sumergido Soldadura TIG Soldadura MIG Soldadura por Arco con presión Soldadura por puntos Soldadura a Gas Soldadura fuerte al horno Soldadura fuerte a soplete R=Recomendado
o n 0 o 2 0 b r 1 a y c o 0 j a 1 b 0 1 e E c l A u S d s o o r i p e t c A
o n o 0 b r 5 0 a c 1 y o 0 n 3 a i d 0 e 1 E m A e S d s s o p o i r t - e c A
s 0 o 5 p i t 3 - 4 n y ó 0 i c 3 a 1 4 e , l a 5 a 4 j a 1 b 3 , e 0 d 4 s 3 o r 2 E e c A A S
s e 7 l b 4 a 3 y d i x 6 o 1 n 3 , i s 0 o c 1 i t 3 , í n 1 e 0 t s 3 u I S a I A s s o r o e p c i A t
R R S S R R R R S
R R S S R R R R S
R R S S R R S S NR
R R R R R R S R/S S
0 y a 7 s 3 4 , i 1 L o s D c 0 c i n t 1 e o 9 í p - s 4 t i s t 9 n , i e 5 s - 1 t 0 e r y r a a 4 r 6 I u a m S t 5 - l t a y I A a 2 s s r e 6 - o e o p c p d 1 i t i , m í t s r e M r - e t e s n a u f e i o d C s l 4 , b o r a c a a v 1 e l e l e i c d A x o A e n i
R S S S S S S S S
R S S S S S S NR NR
s i r g o r r e i h y o d i d n u f o r r e i H
s e n o i o c i a n e i l a m u y l o i a e n d i m u l A
s e n o i o c i a s e e l a n y g a o m i s e e d n g a M
s e n o i c e r a b e l o a c y e d e r b o C
S NR S NR NR NA R NR R
S NR R R S R S R R
NA NA R S NR S NR NR NR NR
NR NR R R S S S S R
NR= No recomendado
S= Satisfact Satisfactorio orio
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o t l a l e e d u q s í e n n e o d i c o a d e i l a n e y t l n e o u c q í N
a t a l P
R S R R S R S R R
NR NR R S S NR R S R
o i d i r i e o n i t a l p , o r O
NR NR R S S S R S R
s e n o i o c i a n e l t a a i t y e o d i n a t i T
NA NA S S S NA S S
NA=No aplicable
El ga gass pr prote otecto ctorr, par para a la sol soldad dadur ura a por ar arco co met metáli álico co a gas normalmente usado, es el argón, helio o una mezcla mez cla par para a met metale aless nono-fer ferro rosos sos;; par para a ace acero ross se empl em plea ea CO2, CO2 con ar argó gón n y a ve vece cess he heli lio o pa parra ac acer eros os inoxid ino xidabl ables es o ar argón gón con conpeq pequeñ ueña a ca canti ntidad dad de ox oxíge ígeno no para par a ciert ciertos os acer aceros os y acer aceros os ino inoxidab xidables. les.
1.11.2. 1.11. 2. Cara Caracterí cterístic sticas as del proc proceso eso
Los gases protectores deben tener la especificación “Welding Grade” (“grado para soldadura”). De esta manera se consigue un nivel específico de purezaydecontenidodehumedad.
•
•
• •
Los grados de la presión de gas dependen del • tipo ti po de gas em empl plea eado do,, de dell me meta tall a so sold ldar ar,, de la • posició pos ición n de sol soldar dar,, vel veloci ocidad dad de av avanc ance e y de las corrient corr ientes es de aire aire..
Las car caracte acterísti rísticas cas sobr sobresalie esaliente ntess de la solda soldadur dura a TIG son: Excelente calidad de la soldadura en casi todos loss me lo meta tale less y al alea eaci cion ones es em empl plea eado doss po porr la industria. Prácticamente no se requiere ninguna limpieza posterior. Arco y baño de fusión son claramente visibles para par a el solda soldador dor.. No hay metal de aporte que atra atraviese viese el arco, de modo mod o que queno no se pr produ oducen cen sal salpic picad adur uras. as. Lasoldaduraesposibleentodaslasposiciones. No se pr produ oduce ce esc escori oria a que pod podría ría que quedar darse se atrapad atr apada a en la solda soldadur dura. a.
Alambre Alambr e de Apo Aport rte.e.-La La com compos posició ición n del ala alambr mbre e par para a soldad sol dadur ura a por ar arco co met metáli álico co a ga gass deb debe e sele selecci cciona onars rse e de ac acue uerd rdo o al me meta tall a so sold ldar ar,, a la va vari riac ació ión n de dent ntro ro de dell proceso pro ceso MIG/ MIG/MAG MAGyy la atmó atmósfer sfera a de pro protecci tección. ón.
El pr proce oceso so TIGpuede emp emplea lears rse e pa para raalu alumin minio io,, magnesio, acero inoxidable, bronce, plata, cobre, níquel y aleaciones, hierro fundido, aceros dulces, acero ace ross ale aleado ados, s, aba abarc rcand ando o una amp amplia lia ga gama ma de espesores espeso res de meta metal. l.
Los alambres están disponibles en diferentes diám di ámet etrros os,, en ca carr rret etes es.. Por lo ge gene nerral al,, es está tán n empaqu emp aqueta etados dos en rec recipie ipient ntes es espe especial ciales es par para a protege pro tegerlos rlos del dete deterior rioro o dur durant ante e el almac almacenaje enaje..
Tamb ambién ién se emp emplea leapar para a pa pases ses de ra raíz íz en jun junta tass soldadas de tubos de acero, buscando la mayor eficie efi cienci ncia a en pri primer merpas pase. e.
1.11.3 Equipo Gas inerte para soldadura Material de apo aporte rte
Los pr Los princ incipa ipales les co comp mpon onen ente tess del eq equi uipo po requeridoparaelprocesoTIG(verFig.23)son:
(1) Lamáquinadesoldar(fuentedepoder). (2) Lapistolayloselectrodosdetungsteno. (3) Los ala alambr mbres es pa para ramet metal al de re rellen lleno. o. (4) El ga gass pr prote otecto ctorr y con contr trole oles. s.
Antorchas
Control remoto
Están Está n dis dispon ponibl ibles es va vario rioss acc acceso esorio rioss opc opcioionales, que incluyen un pedal para control remoto, permit per mitien iendo do al sol soldar dar con contr trola olarr la cor corrie rient nte e dur duran ante te la soldadura y pudiendo así efectuar correcciones y llena lle narr cr crát áter eres. es. Así mis mismo mo es está tán n dis dispo ponib nibles les sistemas de circulación de agua de enfriamiento para la pistola, un distribuidor para encendido del arco, arc o, etc.
FIG. 21. Tobera con Proceso con Gas Protect Protector or MIG/MAG
La Máquina de Soldar.Soldar.- Para el proceso TIG se emplea una una máquina máquina de soldar (fuente (fuente de poder) poder) de diseño especial. Puede ser un rectificador con CA/CC o un generador de corriente continua (CC) conunaunidaddealtafrecuencia.
1.11 1.1 1 Soldad Soldadur uraa TIG (Arco de tungsteno con gas) 1.11.1 Descripción del proceso La sol soldad dadur ura a por porar arco co de tun tungst gsteno eno con ga gass (TI (TIG) G) es un proceso, en que la fusión es producida por el calor de un arco que se establece entre un electrodo de tungsteno no-consumible y la pieza de trabajo. La protecciónseobtienedeungasinerte(argónohelio). La Fi Fig. g. 22 mu mues estr tra a el es esqu quem ema a de dell pr proc oces eso o TI TIG. G. Ah Ahíí se indi in dica can n el ar arco co,, el el elec ectr trod odo o de tu tung ngst sten eno o y la envo en voltu ltura ra pr prote otecto ctora ra de ga gass sob sobre re la pie pieza za de tr traba abajo. jo. La varilla desnuda de metal de aporte es aplicada manual man ualmen mente, te,int intro roduc ducién iéndol dola a en el ar arco co y en el bañ baño o de fus fusión ión,, com como o en el pr proce oceso so ox oxi-a i-acet cetilé ilénic nico. o. Se puedeonoemplearmetaldeaporte.
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Electrodo de tungst tungsteno eno (no (n o se fu fund nde) e)
Varilla de met metal al de apor aporte te Tobera
Atmosfera inerte
Arco
Baño de soldadura
FIG. 22. .- Proceso de Soldadura TIG
Fig. 23.- Máquina de Soldadura para Proceso TIG
La se sele lecci cción ón de co corr rrien iente te CA o CC de depe pend nde e de dell material a soldar. Corriente alterna es recomendada para la soldadura de aluminio y magnesio; corriente continua se recomienda para soldadura de aceros inoxid ino xidabl ables, es, hie hierr rro o fun fundid dido, o, ace acero roAl Al C y baj baja a ale aleaci ación, ón, cobre cob re,, níq níquel uel y ale aleaci acione oness y pla plata ta.. Una Unatíp típica ica máq máquin uina a de soldar TIG opera con un amperaje de 3 a 350 amperios, con 10-35 voltios y un ciclo de servicio de 60%.
tungsteno tungst eno pur puro o (lo (loss más ba bara ratos tos), ), tun tungst gsteno eno con 1-2 % de torio (de larga vida -se emplean para aceros) o de tun tungst gsteno eno ale alead ado o con cir circon conio io (me (menor nor con conta ta-minaci min ación, ón, mej mejor or ca calid lidadad- se emp emplea lean n par para a alu alumin minio) io).. Los diferentes tipos de tungsteno son fácilmente recon re conoci ocible bless seg según ún un cód código igo de col color or.. Se pr prese esent ntan an en va vari rios os di diám ámet etro ross y la larg rgos os de 3 a 24 pu pulg lgad adas as..
1.11.6 El metal de aportación aportación
Se pu pued ede e o no em empl plea earr me mettal de ap apor orte te.. Normalmente es empleado, con excepción de casos en que se suelda láminas delgadas. La composición del metal de aporte deber ser adecuada para el meta me tall ba base se.. Lo Loss di diám ámet etro ross de la lass va vari rilla llass de me meta tall de aporte dependen del espesor del metal base y de la corriente para soldar. La alimentación del metal de aport rte e pue puede de ser serman manualo ualo aut automá omátic tica. a. El soplete.- El soplete TIG sujeta el electrodo de apo tungsteno y dirige el gas protector y la energía de 1.11.7. Seguridad de soldadura soldar al arco. Las pistolas pueden ser enfriadas por agua o aire, lo que depende del amperaje de la Para proteger la piel del soldador contra la corriente para soldar. Generalmente se emplean las exposición de la luz brillante emitida por el arco, pistolas pist olas con enfri enfriamien amiento to par para a agua agua.. debe usarse apropiada vestimenta de protección. Para proteger cara y ojos contra el arco se requiere 1.11.4. El gas de protección una un a má másc scar ara; a; un vi vidr drio io de fi filt ltrro en la mi mism sma a pe perm rmit ite e El Gas de Protección.- Un gas inerte, sea argón, helio al soldador observar el desarrollo de la aportación o una mezcla de ambos, protege el arco de los gases del material de soldadura, mientras sus ojos están prot oteg egid idos os co cont ntrra la lu luzz br brill illan ante te de dell ar arco co,, es perjudiciales de la atmósfera. El argón es más usado, pr impo port rtan ante te el nú núme mero ro de lu luna na qu que e se em empl plée ée,, el cu cual al porq po rque ue es fá fáci cill ob obte tene nerl rlo o y, si sien endo do má máss pe pesa sado do qu que e el im helio, proporciona mejor protección a menor grado estará en función del proceso de soldadura que se de presión. Para la soldadura en posición plana y está utilizando. vert ve rtic ical al es su sufic ficie ient nte e un ca caud udal al de 15 a 30 pi pies es cúbicos/hora. La posición sobrecabeza requiere un Al so sold ldar ar en ár área eass co conf nfin inad adas as se re requ quier iere e caudal ligerament ligeramente e mayor mayor.. ventilación. También es posible hacer uso de fuentes de poder pod er nor normal males es de CA o CC CC,, dis diseña eñada dass pri princi ncipal pal-mente ment e par electr electrodos odos rev revestid estidos, os, adici adicionan onando do un dispositivo dispo sitivo para alta frecuencia. frecuencia. Sin embar embargo, go, los mejores resultados se obtienen con una máquina de soldarr especi solda especialmen almente te diseñ diseñada ada par para a la solda soldador dora a TIG.
1.11.5. Los electrodos
1.12 La solda soldadur duraa oxi oxi-acet -acetiléni ilénica ca
Los electrodos que se emplean para el proceso TIG son de tungsteno y aleaciones de tungsteno. Tienen un punto de fusión muy elevado (6 170ºF) y prácticamente no se consumen. El electrodo no toca el baño fundido. En posición apropiada, el electrodo es sostenido encima de la pieza de trabajo, y es el calor intenso procedente del arco el que mantiene el baño ba ño en es esta tado do lí líqu quid ido. o. Lo Loss el elec ectr trod odos os so son n de
1.12.1 Descripción del proceso proceso
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En est este e pr proce oceso so de sol soldad dadur ura, a, el ca calor lornec necesa esario rio para calentar la pieza y el metal aportado y luego fundir fun dirlos los pr proce ocede de de una lla llama ma de alt alta a tem temper perat atur ura, a, obtenida por la mezcla o combinación de acetileno con el oxíg oxígeno, eno,alca alcanza nzando ndo tempe tempera ratur turas as de 3100ºC 3100ºC..
