ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE MECÁNICA INGENIERÍA INDUSTRIAL PROCESOS DE MANUFACTURA
DOCENTE: ING. ÁNGEL GUAMÁN
INFORME DE LABORATORIO N° 2 TEMA: SOLDADURA SMAW
1.- DATOS INFORMATIVOS - NOMBRES Y APELLIDOS:
TANIA JISSELA TIMBILA VELEZ
- DIRECCIÓN DOMICILIARIA: AV. 11 DE NOVIEMBRE Y JOSE MARÍA SÁENZ
-NIVEL: QUINTO “2” TELÉFONO: 0990015896 CODIGO: 1962 Email:
[email protected]
PERIODO ACADÉMICO: 6 ABRIL
– 31
AGOSTO AGOSTO 2016
“Saber, para ser”
Contenido FACULTAD DE MECÁNICA ................................................................................................................ 1 I OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 4 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................................... 4 OBJETIVOS ESPECIFICOS .............................................................................................................. 4 II ACCESORIOS, HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MATERIALES ............................................................ 4 ACCESORIOS ................................................................................................................................ 4 HERRAMIENTAS ........................................................................................................................... 5 EQUIPOS ...................................................................................................................................... 5 MATERIALES ................................................................................................................................ 5 III MARCO TEÓRICO ......................................................................................................................... 6 Defectos en las soldaduras ................................................................................................................ 9 IV PROCEDIMIENTO ....................................................................................................................... 12 V TABLAS ....................................................................................................................................... 14 VII ANÁLISIS DE RESULTADOS Y OBSERVACIONES ....................................................................... 15 VIII CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 16 IX RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 17 X REFRENCIAS ................................................................................................................................ 17
“Saber, para ser”
RESUMEN La soldadura SMAW es una técnica especializada de soldadura por arco eléctrico que aporta gran versatilidad al proceso de unión de metales. Para llevar a cabo el proceso de soldadura es importante conocer los parámetros técnicos necesarios, ventajas, desventajas, e incluso defectos del proceso los cuales se detallaran en el siguiente informe.
“Saber, para ser”
I OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Conocer la soldadura SMAW como proceso de unión permanente de materiales, enfocándose a la ingeniería de las construcciones industriales.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer los principios básicos de soldadura Identificar las herramientas manuales y equipos para llevar a cabo el proceso de soldadura. Determinar ventajas y desventajas del proceso. Analizar los defectos presentes en los cordones de soldadura.
II ACCESORIOS, HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MATERIALES ACCESORIOS Mascarilla para soldar
Guantes largos
gafas de seguridad
Mandil
“Saber, para ser”
Zapatos
HERRAMIENTAS Mordaza
Martillo para el descascarillado
Protección para oídos
Flexómetro
Sierra
Cepillo de acero
EQUIPOS Soldadora
Prensa
MATERIALES Platinas
Paquetes de resortes de Carros
Electrodos 6011 Electrodos 6013
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III MARCO TEÓRICO SOLDADURA AL ARCO ELÉCTRICO SMAW
El proceso de soldadura por arco es uno de los más usados y abarca diversas técnicas. Una de esas técnicas es la soldadura por arco con electrodo metálico revestido (SMAW, por sus siglas en inglés), también conocida como soldadura por arco con electrodo recubierto, soldadura de varilla o soldadura manual de arco metálico. Se trata de una técnica en la cual el calor de soldadura es generado por un arco eléctrico entre la pieza de trabajo (metal base) y un electrodo metálico consumible (metal de aporte) recubierto con materiales químicos en una composición adecuada (fundente). Podemos visualizar el proceso en la siguiente figura:
El arco: el comienzo de todo proceso de soldadura por arco es precisamente la formación del arco. Una vez que este se establece, el metal de aporte y el fundente que lo recubre empiezan a consumirse. La fuerza del arco proporciona la acción de excavar el metal base para lograr la penetración deseada. Este proceso continúa a medida que la soldadura se ensancha y el electrodo avanza a lo largo de la pieza de trabajo. El metal de aporte: al derretirse, forma gotas que se depositan sobre la pieza de trabajo dando lugar al charco de soldadura, que llena el espacio de soldadura y une las piezas en lo que se denomina una junta de soldadura.
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El fundente: se derrite junto con el metal de aporte formando un gas y una capa de escoria, que protegen el arco y el charco de soldadura. El fundente limpia la superficie metálica, suministra algunos elementos de aleación a la soldadura, protege el metal fundido contra la oxidación y estabiliza el arco. La escoria se retira después de la solidificación. Equipo de soldadura SMAW Conocido por su simplicidad y facilidad de uso, el equipo para efectuar soldaduras SMAW es el que se muestra en la figura de abajo.
Fuente de alimentación: dependiendo del tipo de electrodo y del tipo y la posición de la pieza de trabajo, la fuente puede ser de corriente continua o corriente alterna. Si es de corriente continua, y nuevamente en función del tipo de electrodo y la naturaleza de la soldadura que se desea obtener, la conexión del electrodo a la fuente se puede efectuar de dos maneras:
Conexión al terminal negativo: en este caso se habla de un electrodo negativo o polaridad directa (DCEN, por sus siglas en inglés). Se utiliza cuando se desean lograr altas tasas de deposición y una baja penetración. Conexión al terminal positivo: en este caso de habla de un electrodo positivo o polaridad inversa (DCEP, por sus siglas en inglés). Se utiliza cuando se desea lograr una penetración profunda.
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Portaelectrodo: se conecta al cable de soldadura y conduce la corriente de soldadura hasta el electrodo. El mango aislado se utiliza para guiar el electrodo sobre la junta de soldadura y alimentar electrodo en el charco a medida que se consume. Los portaelectrodos están disponibles en diversos tamaños y se clasifican según su capacidad para transportar la corriente.
Cable del electrodo y cable de masa: ambos son una parte importante del circuito de soldadura. Deben ser sumamente flexibles y tener un aislamiento resistente al calor. Las conexiones al portaelectrodo, la pinza de masa y los terminales de la fuente de alimentación deben estar soldadas o perfectamente efectuadas para garantizar una baja resistencia eléctrica. El área de la sección transversal de estos cables debe ser de tamaño suficiente para transportar la corriente de soldadura con un mínimo de caída de voltaje. Cuanto mayor sea la longitud del cable, mayor debe ser su diámetro, a fin de reducir la resistencia y la caída de voltaje.
Pinza de masa: se utiliza para conectar el cable de masa a la pieza de trabajo. Se puede conectar directamente a la pieza, a la mesa o al portapieza. Como parte del circuito de soldadura, la pinza de masa debe ser capaz de transportar la corriente de soldadura sin riesgo de sobrecalentamiento debido a la resistencia eléctrica. Ventajas
Equipo simple, portátil y de bajo costo Aplicable a una amplia variedad de metales, posiciones de soldadura y electrodos Posee tasas de deposición del metal relativamente altas Adecuada para aplicaciones en exteriores
Desventajas:
El proceso es discontinuo debido a la longitud limitada de los electrodos Por tratarse de una soldadura manual, requiere gran pericia por parte del soldador La soldadura puede contener inclusiones de escoria Los humos dificultan el control del proceso
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Defectos en las soldaduras Defecto: Mordeduras
Causa:
Intensidad de soldeo demasiado elevada. Ángulo de desplazamiento excesivamente pequeño. Arco largo.
Remedio:
Seleccionar la intensidad adecuada para el diámetro, posición y tipo de electrodo. Inclinar el electrodo hasta que el ángulo de desplazamiento sea de 5-10º. Utilizar longitud de arco igual al diámetro del electrodo, o a la mitad si el electrodo es básico.
Defecto: Inclusiones de escoria
Causa:
Intensidad de soldeo muy baja. Velocidad de desplazamiento elevada, que provoca el enfriamiento rápido de la soldadura no permitiendo la salida de la escoria. Soldeo multipasadas sin retirar la escoria del cordón anterior.
Remedio:
Utilizar la intensidad suficiente que permita la salida de la escoria antes de que el metal aportado solidifique. Reducir la velocidad de desplazamiento.
Extremar la limpieza; siempre retirar totalmente la escoria antes de realizar el siguiente cordón.
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Defecto: Porosidad
Causa:
Suciedad en el metal base (óxidos, grasa, recubrimientos). Arco demasiado largo.
Remedio:
Electrodos húmedos.
Eliminar los restos de grasa o suciedad, y los recubrimientos antes de soldar. Utilizar una longitud de arco adecuada y mantenerla durante el soldeo. Conservar los electrodos adecuadamente evitando su contacto con cualquier fuente de humedad. Con
Defecto: Grietas en el cráter
Causa:
Interrumpir el arco de forma brusca, especialmente al soldar con altas intensidades.
Remedio:
Utilizar una técnica de interrupción del arco adecuada.
Defecto: Inclusiones de escoria en la raíz Remedio:
Posicionar las piezas de forma que entre ellas siempre haya contacto.
Defecto: Grietas que parten de la intercara (metal de soldadura-metal base) de la unión
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Causa:
El material no es soldable. Enfriamiento de la soldadura excesivamente
Remedio:
Utilizar las precauciones necesarias para soldar ese material. No soldar. Evitar enfriamientos rápidos.
Defecto: Falta de fusión en los bordes
Causa:
Inadecuada limpieza, presencia de algún óxido o material extraño que impide la correcta fusión del material base. Orientación inadecuada del electrodo. Intensidad de soldeo insuficiente o velocidad excesiva.
Remedio:
Limpiar el material base, los chaflanes y por lo menos 25 mm a cada lado de la unión. Extremar la limpieza o decapado del acero inoxidable y de las aleaciones de aluminio. Orientar el electrodo correctamente. Elegir los parámetros de soldeo de forma adecuada.
Defecto: Falta de penetración
Remedio:
Causa:
Talón de raíz excesivo o separación en la raíz insuficiente. Desalineamiento entre las piezas excesivo. Intensidad de soldeo insuficiente o velocidad excesiva. Diámetro del electrodo demasiado grande que no permite el acercamiento del electrodo a la raíz de la unión. Diámetro del electrodo demasiado
Preparar y ensamblar las piezas de forma adecuada.
Elegir los parámetros de soldeo de forma adecuada. Seleccionar el diámetro adecuado.
Seleccionar el diámetro adecuado.
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IV PROCEDIMIENTO
1. Indicaciones Generales El docente procedió a revisar materiales y accesorios de seguridad, con la finalidad de que se pueda llevar a cabo las prácticas de forma segura.
3.- Empalmes Los cordones se hicieron a lo largo de los paquetes. Entonces una vez terminado un electrodo se tomó otro y desde aproximadamente 1 cm más abajo del último punto, se empezó a realizar el cordón de tal manera que era necesario subir hasta el último punto realizado con el electrodo anterior y continuar normalmente.
2.- Cordones en paquetes Se utilizó los paquetes de los resortes de vehículos, para realizar los primeros cordones, estos se hicieron utilizando electrodos 6013.
4.- Descascarillado y cepillado Una vez realizado los cordones respectivos, se eliminó la capa de escoria utilizando un martillo. Así también se procedió a limpiar los cordones utilizando un cepillo de acero.
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5.-Analisis del Cordón Previo a este paso se enfrió los paquetes y luego se procedió a visualizar el cordón y a realizar su análisis respectivo.
6.- Cortado de las platinas Utilizando una sierra se cortó las platinas de 20cm cada pedazo. Su ancho y espesor corresponde a 5cm y 5mm respectivamente.
7.-Soldadura Previo a realizar el cordón, se cogió dos puntos uno a cada extremo con la finalidad de estabilizar las dos platinas y proceder a soldar fácilmente.
8.- Descascarillado, Cepillado y enfriado Una vez que se llevó a cabo la soldadura, se descascarillo y limpió el cordón, posterior a ello se enfrió las platinas.
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9.- Tracción Se utilizó la presa a base de aceite, para romper los cordones de soldadura y visualizar si cumple o no con los requerimientos de un buen cordón.
10.Se realizó simultáneamente el mismo proceso 8 veces.
V TABLAS Pruebas
Porcentaje soldado
Posición
Rapidez de tracción
1
20%
1F (Plana)
Rápida
2
10%
1F (Plana)
Muy rápida
3
30%
1F(Plana)
Rápida
4
60%
1F (Plana)
Muy lenta
5
30%
2F (Horizontal)
Rápida
6
40%
2F(Horizontal)
Lenta
7
30%
2F (Horizontal)
Rápida
8
30%
2F (Horizontal)
Rápida
El amperaje utilizado para todas las pruebas fue de 125 Amperios.
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VI RESULTADOS Se obtuvo cordones diferentes, unos más continuos, otros más finos, otros más gruesos; en fin se obtuvo un sin número de variaciones. VII ANÁLISIS DE RESULTADOS Y OBSERVACIONES
Durante la soldadura de las platinas se pudo visualizar discontinuidades, esto se debe a la excesiva velocidad de avance. Se pudo evidenciar que cuando el electrodo pierde su recubrimiento, este tiende a pegarse en el punto de soldadura. Posterior a la soldadura, el área soldada se recubrió de escoria y el contorno adquirió un color negro y gris. En muchas secciones del cordón, la soldadura se llevó a cabo en una sola platina y no en ambas como debía ser. Probablemente esta observación se le atribuye al incorrecto movimiento de la mano del soldador. Los buenos cordones, tardaron mucho más tiempo en romperse a diferencia de los cordones con deficiencias. La altura del electrodo fue uno de los factores que incidieron en los resultados obtenidos, se visualizó que mientras más alto se encuentre el electrodo del material base, se obtiene una soldadura discontinua.
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VIII CONCLUSIONES
El proceso de soldadura eléctrica por electrodo revestido es excelente para diferentes trabajos de reparación, fabricación y construcción. . Para realizar este proceso es necesario producir calor a través del paso de una corriente eléctrica que genere un arco entre el electrodo y la pieza. Es de mucha importancia que el circuito este cerrado para efectuar la soldadura.
La selección de los electrodos está basado en las propiedades, composición y resistencia del metal el cual será soldado.
La soldadura SMAW se puede efectuar con corriente alterna y directa; La ultima con polaridad directa e inversa.
Cuando el cable porta-electrodo es conectado al polo positivo (+) y el cable de tierra al polo negativo (-), se llama POLARIDAD INVERTIDA o INDIRECA, por otra parte si el cable porta-electrodo se conecta al polo negativo (-) y el cable de tierra al polo positivo (+) se llama POLARIDAD DIRECTA O NORMAL.
Es mayor el tiempo de tracción del cordón, cuando este está bien realizado.
Cuando la distancia entre electrodo y pieza de trabajo es demasiada, se produce las salpicaduras.
Para obtener una soldadura eficiente sebe considerar cierto parámetros como: selección correcta del electrodo, posición adecuada del electrodo, distancia considerable entre la pieza de trabajo y el electrodo, velocidad de avance normal, intensidad de corriente óptima.
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IX RECOMENDACIONES
Es importante conocer las medidas de seguridad y precaución en cada uno de los procedimientos que se llevan a cabo en el proceso de soldadura, para evitar posibles accidentes operacionales y garantizar la integridad de los operarios. Cuando se utiliza corriente continua para soldar, se recomienda utilizar polarización directa para espesores mayores y para espesores menores polarización indirecta.
X REFRENCIAS DE MAQUINAS Y HERRAMINETAS . [En línea] [Citado el: 17 de Junio de 2016.] http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/soldadura-smaw-que-es-y-procedimiento. LINCOLN . SOL Y SOL. [En línea] [Citado el: 17 de Junio de 2016.] http://solysol.com.es/data/documents/soldadura=20electrodo=20rec.doc.pdf.
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